Ciências da natureza e suas tecnologias – Física - 9º Ano
Conceito de Temperatura e Calor
TERMOLOGIA
É a
parte da física que estuda os fenômenos relativos ao aquecimento, ao resfriamento ou às mudanças de estado físico em corpos que
recebem ou cedem energia. Temperatura e Calor são objetos de
estudo da Termologia.
TEMPERATURA
Temperatura
é a grandeza física associada ao estado de movimento ou à agitação das
partículas que compõem os corpos.
Moléculas
muito agitadas = Temperatura alta.
Moléculas
pouco agitadas = Temperatura baixa.
MEDIÇÃO DE TEMPERATURA
O termoscópio foi o primeiro instrumento
construído para medir a temperatura, em 1597 por Galileu Galilei. Consiste em um bulbo cheio de ar, provido de um tubo imerso em um recipiente contendo um líquido. Quando o ar aquece a pressão aumenta e o líquido desce.
TERMÔMETROS
Todo dispositivo
usado para medir temperatura é chamado de termômetro.
Há vários tipos de
termômetros. Os mais comuns são:
ØTermômetro clínico;
ØTermômetro de lâmina bimetálica;
ØTermômetro a gás;
Termômetro de rua.
Termômetro Clínico.
Termômetro Clínico.
Tem
por finalidade medir a temperatura do corpo humano, por isso indica valores
entre 35 °C e 42 °C.
Termômetro de Lâmina Bimetálica
Termômetro a Gás
É
utilizado para medir baixas temperaturas. É muito usado em laboratórios de
pesquisa.
Termômetro
de Rua
É
utilizado para registrar a temperatura do ar no local. Consiste em um circuito
elétrico no interior de um relógio digital, que capta a temperatura do
ambiente.
EQUILÍBRIO
TÉRMICO
Todos
os corpos, sempre que possível, tendem a ir
espontaneamente para o mesmo estado térmico.
Portanto:
“Dois ou mais sistemas físicos estão em
equilíbrio térmico entre si quando suas temperaturas são iguais."
As
partículas da água “quente” fornecem parte de sua energia de agitação para as
partículas da água “fria” e vice-versa. A troca de energia só é interrompida
quando o equilíbrio térmico é atingido.
CALOR
Calor é
a transferência de energia de um objeto ou sistema para outro, em razão,
exclusivamente, da diferença de temperatura entre eles.
TEORIA
DO CALOR COMO SUBSTÂNCIA (CALÓRICO)
No século XVIII, o
calor era considerado uma espécie de substância invisível ou um tipo de fluido.
Segundo essa teoria,
a substância “calor” ou “calórico”
apresentava características especiais:
Øpenetrava facilmente
na matéria;
Øera atraída pela
matéria;
Ønão podia ser criada
nem destruída;
Ønão possuía massa.
A
teoria do calórico se tornou obsoleta, quando não conseguiu explicar o
aquecimento
provocado por atrito entre dois objetos, como um esfregar de mãos ,
por exemplo.
AS
UNIDADES DE MEDIDA DO CALOR
A
unidade oficial de calor no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Joule
(J).
No
entanto, na resolução de problemas de troca de calor,dá se preferência,por razões
históricas,à unidade caloria (cal). 1
cal = 4,18 J
Caloria: é
quantidade de calor que 1 grama de água pura deve receber, sob pressão
normal,
para que sua temperatura seja elevada de 14,5 °C para 15,5 °C.
A unidade múltipla quilocaloria (kcal) também é
muito usada na medida de quantidade de
calor.
1
kcal = 1 000 cal = 103 cal
PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR
A mudança da energia térmica da região de maior
temperatura para a de menor
temperatura pode ser processada de três maneiras
distintas:
ücondução;
üconvecção;
üIrradiação.
CONDUÇÃO
TÉRMICA
É o processo de
propagação de calor, no qual a energia térmica passa de partícula para
partícula em um meio.
Condução de calor
através de uma barra de metal.
CONDUTORES
E ISOLANTES TÉRMICOS
Condutores térmicos são materiais nos quais o processo de condução do calor é
acentuado.
Exemplo:
os metais.
Isolantes
térmicos são materiais nos quais ocorre pouca
ou nenhuma transmissão de
calor.
Exemplos: madeira e
isopor.
CONVECÇÃO
TÉRMICA
É o
processo de propagação de calor, no qual a energia térmica se propaga pela
movimentação de massas líquidas ou gasosas, que alteram suas posições no meio
devido
à diferença de densidade.
A
transferência de energia por convecção, só ocorre em materiais fluidos
(líquidos ou
gases).
É
um fenômeno cíclico, no qual formam-se correntes de convecção, ou seja, o fluido
(ar
ou água) mais quente tende a subir e o mais frio tende a descer.
A
refrigeração dos alimentos em refrigeradores domésticos, assim como o
aquecimento da
água em uma chaleira acontecem por correntes de convecção.
As brisas que ocorrem nas regiões litorâneas
podem ser explicadas pela existência de
correntes de convecção.
IRRADIAÇÃO
TÉRMICA
É o
processo de propagação de calor em que a energia térmica se propaga sob a forma
de
ondas eletromagnéticas.
A
energia chega até o indivíduo, por um tipo de radiação que se propaga tanto na
matéria,
como no vácuo.
A
energia do Sol, que viaja no vácuo e aquece o nosso planeta, é transmitida por
irradiação
térmica.
Alguns
materiais como o vidro e o plástico dificultam a passagem da radiação térmica
(forma de transmissão do calor por meio de radiação eletromagnética), mas
permitem a
passagem da luz, por isso a maioria das estufas possuem cobertura de
vidro ou de plástico.
EFEITO
ESTUFA
A
presença de vapor de água e gás carbônico faz a atmosfera reter grande parte
das ondas
emitidas pelos objetos da superfície terrestre. Esse efeito é
fundamental para que a Terra
tenha uma temperatura média adequada.
A
preocupação dos cientistas é porque as
atividades humanas estão aumentando muito
esse efeito.Então,
de um fenômeno benéfico e essencial, o
efeito estufa poderá se tornar
catastrófico.
DIFERENÇA ENTRE
TEMPERATURA E CALOR
Temperatura: é
a medida do grau de agitação das moléculas de um sistema.
Calor: é
a forma de transferir energia de um corpo ou sistema para outro.
LEMBRANDO:
A propagação do calor
pode ocorrer por três processos: condução, convecção e irradiação.
ØA condução acontece, em geral,
nos sólidos.
ØA convecção predomina nos
líquidos e gases, através de correntes de convecção.
ØA irradiação ocorre pela
radiação; não é necessária a presença da matéria.
