CALOR E TEMPERATURA O que você deve saber sobre Galileu Galilei, em 1592, sugeriu uma versão simples de termômetro; a construção de modelos elaborados

CALOR E TEMPERATURAO que você deve saber sobre

Galileu Galilei, em 1592, sugeriu uma versão simples de termômetro; a construção de modelos elaborados levaria mais 150 anos. Em meados do século XVIII, já estavam estabelecidas as escalas termométricas usadas hoje. Este tópico trata da transformação das escalas termométricas e da diferença entre os conceitos de calor e temperatura.

CALOR E TEMPERATURA

I. Diferença entre calor e temperatura

Temperatura: resultado da agitação das moléculas de um corpo.Calor: energia transferida de um corpo de maior temperatura a outro, de menor temperatura, quando em contato, até ambos atingirem o equilíbrio térmico.

Termômetro de máxima e mínima, que indiretamente está medindo o grau de agitação das moléculas do ar ambiente.

Fotografia térmica de um casal, mostrando cores distintas em regiões com diferentes temperaturas. Haverá transferência de calor das regiões mais quentes (avermelhadas) para as mais frias (verdes e azuladas). A transferência cessará apenas quando a temperatura de ambos for igual e homogênea por todo o corpo.

E. R

. DEG

GIN

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IBRA

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STO

CK

II. Processos de propagação de calorConduçãoO calor se espalha por todo o corpo.

O esquema representa o grau de agitação molecular, que varia com a distância até a fonte de energia.

CALOR E TEMPERATURA

ConvecçãoAs correntes de convecção transportam matéria na medida de suas densidades: as de maior densidade tendem a descer, e as de menor densidade, a subir.

II. Processos de propagação de calor

CALOR E TEMPERATURA

IrradiaçãoÉ o único processo de transmissão de calor que permite transportar energia no vácuo. Isso se dá por meio de ondas eletromagnéticas, principalmente na faixa de frequência do infravermelho.

A luz do Sol atinge a Terra após percorrer o vácuo.

II. Processos de propagação de calor

YELL

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J/SH

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CALOR E TEMPERATURA

A energia vinda do Sol é transmitida por irradiação.

A estufa de plantas impede a radiação infravermelha de escapar para o exterior.

II. Processos de propagação de calorIrradiação

JOLI

N/S

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CK

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II. Processos de propagação de calorEfeito estufaClique na imagem para ver a animação.

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III. Escalas termométricas

Pontos fixos

Para graduar uma escala termométrica, necessitamos de duas referências, chamadas pontos fixos. As mais comuns são (à pressão normal): • ponto de fusão do gelo; • ponto de ebulição da água.

Escalas mais utilizadas (nomes e temperaturas dos respectivos pontos fixos):• Celsius: 0 ºC e 100 ºC• Fahrenheit: 32 ºF e 212 ºF• Kelvin: 273 K e 373 K

CALOR E TEMPERATURA

Conversões entre as escalas


CALOR E TEMPERATURA

• Celsius e Fahrenheit

• Celsius e Kelvin

Função termométrica

Possibilita a medição indireta da temperatura, a partir de uma relação linear entre ela e outra grandeza física medida diretamente.

Reta que associa as grandezas θ (temperatura)

e x (outra grandeza física).


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, em que a = tg =

Os diversos tipos de termômetros se diferenciam pela propriedade utilizada na medição.• Termômetro clínico: mede a dilatação de uma coluna de mercúrio no interior de um bulbo de vidro.• Termômetro de lâmina bimetálica: funciona com base na diferença de dilatação entre os dois metais que compõem a lâmina calibrada com o ponteiro, numa certa temperatura.

A lâmina bimetálica no interior desse termômetro possui a forma de uma espiral, cuja ponta está afixada na seta do mostrador. Conforme os dois materiais são aquecidos, eles se dilatam diferentemente, e a lâmina se curva para o lado do que sofre maior dilatação; assim, o ponteiro gira no sentido horário.


Funções termométricas

SPO

RTS

ILLU

STRA

TED

/GET

TY IM

AGES

CALOR E TEMPERATURA

(UEPB) Numa aula de física, um aluno é convocado a explicar fisicamente o que acontece quando um pedaço de ferro quente é colocado dentro de um recipiente de água fria. Ele declara: “O ferro é quente porque contém muito calor. A água é mais fria que o ferro porque contém menos calor que ele. Quando os dois ficam juntos, parte do calor contido no ferro passa para a água, até que eles fiquem com o mesmo nível de calor... e aí eles ficam em equilíbrio”. Tendo como referência as declarações do aluno e considerando os conceitos cientificamente corretos, analise as seguintes proposições: I. Segundo o conceito atual de calor, a expressão “O ferro é quente porque contém muito calor” está errada. II. Em vez de declarar: “... parte do calor contido no ferro passa para a água”, o aluno deveria dizer que “existe uma transferência de temperatura entre eles”. III. “... até que eles fiquem com o mesmo nível de calor... e aí eles ficam em equilíbrio” é correto, pois quando dois corpos atingem o equilíbrio térmico seus calores específicos se igualam.

Assinale a alternativa correta:a) Todas as proposições são verdadeiras.b) Apenas a proposição I é verdadeira.c) Apenas a proposição II é verdadeira.d) Apenas a proposição III é verdadeira.e) Apenas as proposições I e III são verdadeiras.RESPOSTA: B I. Correto. O aluno confunde os conceitos de calor e temperatura. O calor é energia em trânsito, ou seja, é a energia térmica que se transfere de um corpo para o outro. A temperatura, por outro lado, é uma grandeza associada ao grau de agitação das partículas que constituem o material em estudo. II. Incorreto. A transferência é de energia, o que provoca uma variação de temperatura. III. Incorreto. Aqui o aluno confunde os conceitos de energia em trânsito (calor) e calor específico.

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CALOR E TEMPERATURA – NO VESTIBULAR

EXER

CÍCI

OS

ESSE

NCI

AIS

(Unitau-SP) Indique a alternativa que associa corretamente o tipo predominante de transferência de calor que ocorre nos fenômenos, na seguinte sequência: • Aquecimento de uma barra de ferro quando sua extremidade é colocada numa chama acesa. • Aquecimento do corpo humano quando exposto ao sol. • Vento que sopra da terra para o mar durante a noite.

a) Convecção – condução – radiaçãob) Convecção – radiação – conduçãoc) Condução – convecção – radiaçãod) Condução – radiação – convecçãoe) Radiação – condução – convecçãoRESPOSTA: D• Ao se aquecer a extremidade de uma barra de ferro, as moléculas que constituem o material nessa região passam a vibrar mais devido à elevação da temperatura. O choque entre essas moléculas e as vizinhas transfere parte da energia de vibração, fazendo com que as últimas também vibrem mais intensamente. O processo se propaga, caracterizando-o como transmissão de calor por condução. • O aquecimento do corpo humano pelos raios solares se dá pela transmissão de calor por meio de radiação infravermelha, a qual, por natureza, se propaga no vácuo. Esse processo é denominado irradiação. • O vento sopra da terra para o mar durante a noite porque a água ainda está mais quente que a areia. Assim, o ar sobre a água é menos denso e sobe, enquanto o ar sobre a areia é mais denso e desce. A corrente convectiva formada se “fecha” com um fluxo de ar da terra para a água, próximo à superfície.

3EX

ERCÍ

CIO

S ES

SEN

CIAI

S


(FMTM-MG) A fim de diminuir o risco de explosão durante um incêndio, os botijões de gás possuem um pequeno pino com aspecto de parafuso, conhecido como plugue fusível. Uma vez que a temperatura do botijão chegue a 172 ºF, a liga metálica desse dispositivo de segurança se funde, permitindo que o gás escape.

Em termos de nossa escala habitual, o derretimento do plugue ocorre, aproximadamente, a:a) 69 ºC. b) 78 ºC. c) 85 ºC. d) 96 ºC.e) 101 ºC.

4EX

ERCÍ

CIO

S ES

SEN

CIAI

S

RESPOSTA: B


(Unirio-RJ) O nitrogênio, à pressão de 1,0 atm, condensa-se a uma temperatura de –392 graus numa escala termométrica X. O gráfico representa a correspondência entre essa escala e a escala K (Kelvin).

7EX

ERCÍ

CIO

S ES

SEN

CIAI

S

RESPOSTA: B


Em função dos dados apresentados no gráfico, podemos verificar que a temperatura de condensação do nitrogênio, em kelvins, é dada por:a) 56. d) 200. b) 77. e) 273.c) 100.

(UFTM-MG) 11

EXER

CÍCI

OS

ESSE

NCI

AIS


Na reportagem original da BBC de Londres, o texto trazia os valores de temperatura originalmente escritos na escala Fahrenheit. Nessa escala, a variação de temperatura entre a água próxima à superfície e a água da profundidade que o extremo do cano atinge é, em ºF:

a) 14,4. b) 25,2. c) 45,0. d) 48,6.e) 59,0.

11EX

ERCÍ

CIO

S ES

SEN

CIAI

S

RESPOSTA: D


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