Não há como medir 𝐸𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜 diretamente
Porém algumas propriedades mensuráveis (propriedades TERMOSCÓPICAS) são
afetadas por 𝐸𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜
1. A troca de calor entre dois corpos sempre acaba em EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO
2. Quando A está em equilíbrio com B e B está em equilíbrio com C, A é observado estar em equilíbrio com C
A troca de calor entre dois corpos pode ser acompanhada observando alguma propriedade termoscópica dos dois
corpos
O que se observa:
O que é “Temperatura” ?
É a propriedade (mensurável) dos corpos que permite antecipar como dois corpos irão trocar 𝑄 quando
colocados em contato térmico
NÃO É uma medida da 𝐸𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜 do corpo,
mas deve haver uma correspondência 𝐸𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜 ~ 𝑇
Como medir?
1. Escolha um corpo com uma propriedade termoscópica facilmente mensurável (o termômetro)
2. Escolha dois sistemas físicos de referência (𝐴 e 𝐵) facilmente reprodutíveis
3. O valor da propriedade termoscópica quando o termômetro está equilibrado com o sistema 𝐴(𝐵) será 𝑇𝐴(𝑇𝐵)
4. A temperatura de qualquer outro corpo em equilíbrio com o termômetro é obtida por interpolação linear da
propriedade termoscópica
Termômetro de Celsius (1742)
1. Altura de uma coluna de mercúrio
2. Mistura água+gelo e mistura água+vapor
3. 𝑇𝑎𝑔𝑢𝑎−𝑔𝑒𝑙𝑜 = 100℃ e 𝑇𝑎𝑔𝑢𝑎−𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 = 0℃
4. Interpolação linear
sobre Temperatura...
Se 𝑇𝐴 > 𝑇𝐵 então, em contato térmico, 𝐴 irá transferir calor para 𝐵 até atingirem uma temperatura
intermediária comum (equilíbrio termodinâmico)
Existe uma 𝑇𝑚𝑎𝑥 ?
Existe uma 𝑇𝑚𝑖𝑛 ?
𝑇 mede a potencialidade de um corpo em ceder sua 𝐸𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜
Temperatura Absoluta (Kelvin-1848)
Gás ideal em repouso tem 𝐸𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜 = 0
𝑈(𝑟)
𝑟
𝐸𝑡𝑒𝑟𝑚 = 𝐾𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜 + 𝑈𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜 𝐸𝑡𝑒𝑟𝑚 = 𝑈𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜
Termômetro de Kelvin
1. Pressão de um gás muito rarefeito (~ ideal)
2. Gás ideal em repouso (𝑝 = 0) e mistura gelo-água-vapor (ponto triplo)
3. 𝑇𝑚𝑖𝑛 = 0 K e 𝑇𝑡𝑝 = 273,16 K
(−273,15 ℃) (+0,01 ℃)𝑇𝐶 = 𝑇𝐾 − 273,15
Δ𝑇𝐶 = Δ𝑇𝐾
𝑝𝑡𝑝
Ponto Triplo
𝑝
𝑇 = (273,16 𝐾)𝑝
𝑝𝑡𝑝
Operacionalmente....Todo termômetro tem que ter uma pequena capacidade calorífica (ser
pequeno em comparação ao que vai ser medido)
Coeficiente de expansão linear/volumétrico
Δ𝑉 ∝ 𝑉Δ𝑇 Δ𝑉 = 𝛽𝑉Δ𝑇 Δ𝐿 = 𝛼𝐿Δ𝑇
𝐿𝑥 + 𝛼𝐿𝑥Δ𝑇𝐿𝑥
𝑉′ = (𝐿𝑥 + 𝛼𝐿𝑥Δ𝑇) (𝐿𝑦+ 𝛼𝐿𝑦Δ𝑇) (𝐿𝑧+ 𝛼𝐿𝑧Δ𝑇)
= 𝑉(1 + 𝛼Δ𝑇)3
≅ 𝑉 (1 + 3𝛼Δ𝑇)
(1 + 𝜀)3= 1 + 3𝜀 + 𝑜(𝜀2)
𝛽 = 3𝛼
MATERIAL ISOTRÓPICO
Material 𝜶 (𝟏𝟎−𝟔 𝐊−𝟏)
Alumínio 23,1
Concreto 12
Gasolina 317
Vidro (pyrex) 3,2
Mercúrio 61
Etanol 250@ 25℃
Quanto dilata um vão de 150 m de uma ponte em um local onde a temperatura varia de −10℃ a +40℃ ?
Δ𝐿 = 12 × 10−6 K−1 150 m 50 K
= 9,0 cm
50 L de gasolina no inverno (5,0℃) corresponde a quantos litros no verão (30℃) ?
𝑉𝑣𝑒𝑟 = 50 L + (3 × 317 × 10−6K−1)(50 L)(25 K)
= 51,2 L
A 𝑅$ 3,80 o litro, pagamos 𝑅$ 4,56 a mais no verão pela mesma quantidade de moléculas...
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