Slide - Unidade 4

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Unidade IV 
 
 
 
TÓPICOS DE FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL 
 
 
 
 
 
Profa. Iara Lima 
Galileu Galilei (1564) 
 Conhecido como um dos fundadores da 
ciência moderna, Galileu Galilei nasceu 
em Pisa, na Itália. 
 
 Contribuiu para áreas como Física, 
Matemática, Astronomia e Filosofia. 
 
 Grande parte de suas contribuições para 
ciência baseiam-se em conclusões a 
partir da experimentação. 
 
 Galileu considerava que a matemática era 
a chave para compreender o universo. 
Fonte:https://pt.wikipedia.org/wi
ki/Galileu_Galilei#/media/File:Ju
stus_Sustermans_-
_Portrait_of_Galileo_Galilei,_163
6.jpg 
Galileu Galilei 
 Em 1589, foi nomeado professor de 
matemática na Universidade de Pisa. 
 
 Estudo sobre o movimento dos 
corpos  ideias começaram a 
conflitar com os pensamentos 
aristotélicos de movimento. 
 
  Em 1592, Galileu passou a lecionar na Universidade de Pádua e 
tornou-se defensor da teoria do astrônomo polonês 
Copérnico Sol no centro do sistema solar 
 
Pátio da universidade de Pisa 
Fonte:https://pt.wikipedia.org/wiki/Galileu_
Galilei#/media/File:Justus_Sustermans_-
_Portrait_of_Galileo_Galilei,_1636.jpg 
Pêndulo simples 
 Segundo historiadores, enquanto 
observava a oscilação de um candelabro 
sobre efeito do vento em uma missa na 
Catedral de Pisa, Galileu concluiu, que o 
tempo de uma oscilação não dependia da 
massa dos corpos em oscilação. 
 
 Para realizar as medições de tempo, 
Galileu comparou os períodos das 
oscilações com suas próprias pulsações. 
Candelabro na Catedral de Pisa 
Fonte:https://commons.wikimedia.org/wiki/
File:Pisa.Duomo.dome.Riminaldi01.jpg 
Pêndulo simples 
A partir disso, Galileu analisou diferentes comprimentos de 
corda e massas e verificou que, apesar de apresentarem 
diferentes amplitudes, resultavam no mesmo período de 
oscilação. 
Fonte:http://cepa.if.usp.br/e-fisica/imagens/mecanica/universitario/cap13/g1.jpg 
Período do pêndulo simples 
Hoje, sabe-se que o período (T) de oscilação de um pêndulo 
simples pode ser calculado pela seguinte aproximação: 
 
 
 
 
 
 
Contudo, para valores de amplitudes menores do que 50º, o 
período de oscilação pode ser representado, com desvio menor 
do que 5%, pela expressão: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2LT 2 1
g 16
 θ
 = π ⋅ ⋅ +
 
 
sendo: 
L o comprimento do fio; 
g a aceleração da gravidade local; e 
θ a amplitude da oscilação (em radianos). 
LT 2
g
= π ⋅
Queda livre 
 Galileu afirmou que, desprezando os 
efeitos da resistência do ar, objetos com 
massas diferentes chegariam juntos ao 
solo  conflito com as ideias de 
Aristóteles. 
 
 Segundo a lenda, para comprovar sua 
afirmação, Galileu deixou cair dois 
objetos, um mais leve e outro mais 
pesado, do alto da Torre de Pisa. 
 
Representação da lendária 
demonstração de Galileu sobre a 
queda de corpos na Torre de Pisa 
Fonte:http://nautilus.fis.uc.pt/astr
o/hu/gravi/uma_forca.html 
Queda livre 
 Contudo, existiam problemas técnicos para Galileu realizar as 
medições de tempo de queda dos objetos, devido a precisão 
limitada dos relógios da época. 
 Para contornar essas limitações, Galileu empregou planos 
inclinados, assumindo que o movimento em queda livre seria 
um caso limite (para o ângulo equivalente a 90º). 
Fonte:https://it.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei 
Queda livre 
A partir de suas medições de intervalo de tempo e distância com 
o plano inclinado, Galileu concluiu que: 
 
Se a taxa de variação da velocidade (v) de um objeto liberado do 
repouso é constante, então a distância (d) percorrida por esse objeto 
é proporcional ao quadrado do intervalo de tempo (t). 
 
Em notação matemática atual: 
 
onde: a é a aceleração do objeto. 
 
1d a t²
2
= × v a t= ×
Galileu e o heliocentrismo 
 Galileu recebeu informações de um 
dispositivo desenvolvido por um 
holandês, que permitia enxergar objetos 
a grandes distâncias  telescópio. 
 
 Com essas informações, construiu seu 
próprio telescópio e ele foi o primeiro a 
realizar observações astronômicas com 
ele a partir de 1609. 
 
Fonte:http://galileotelescope.org/ 
Telescópio de Galileu 
Galilei em uma exposição 
em Florença 
Galileu e o heliocentrismo 
Com seu telescópio, Galileu observou: 
 
 algumas características da superfície lunar; 
 as luas de Júpiter; 
 os anéis de Saturno; 
 as fases de Vênus; 
 algumas manchas solares; e 
 suas observações o levaram a sustentar o modelo 
Heliocêntrico do astrônomo polonês Nicolau Copérnico 
Galileu e a Inquisição 
 Contudo, Galileu recebe permissão 
para escrever sobre assunto, desde 
que deixasse evidenciado que a 
obra se tratava de conceitos 
puramente matemáticos. 
 
 Intitulada “Diálogos sobre os dois 
máximos sistemas do mundo”  
publicada em 1632. 
 Logo Galileu foi advertido pela Igreja a não defender as ideias de 
Copérnico, já que seus estudos eram considerados contrários às 
Sagradas Escrituras. 
Fonte:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Galileos_
Dialogue_Title_Page.png 
Galileu e a Inquisição 
 
 Porém, na obra Galileu não 
abandona suas convicções sobre a 
teoria de Copérnico. 
 
 Isso irritou a Igreja e o levou a ser 
julgado e condenado em 1633 pela 
Inquisição. 
 
 Galileu foi condenado à prisão 
perpétua domiciliar, onde morreu 
em 1642, e a se retratar em público 
de “erros”. 
Fonte:https://it.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei 
Quadro sobre o julgamento de Galileu 
pela Inquisição 
Interatividade 
Um pêndulo simples tem comprimento L = 0,50 m e oscila em 
um campo de gravidade g = 10 m/s2. Sabendo que sua amplitude 
é de θ0= 80º, determine seu período de oscilação. 
 
a) 1,6 s 
b) 2,5 s 
c) 3,7 s 
d) 0,7 s 
e) 1,1 s 
Fonte:livro-texto. 
Resposta 
Um pêndulo simples tem comprimento L = 0,50 m e oscila em 
um campo de gravidade g = 10 m/s2. Sabendo que sua amplitude 
é de θ0= 80º, determine seu período de oscilação. 
 
a) 1,6 s 
b) 2,5 s 
c) 3,7 s 
d) 0,7 s 
e) 1,1 s 
Fonte:livro-texto. 
Resolução 
 Conversão de grau para radiano: 
 
 
 
 Período: 
2
0
2
LT 2 1
g 16
0,5 1,4T 2 1
10 16
T 2 0,22 1,12 T 1,6 s
 θ
 = π ⋅ ⋅ +
 
 
 
= π ⋅ ⋅ + 
 
 
= π ⋅ ⋅ ⇒ =
0 0
80 1,4 rad
180
⋅ π
θ = ⇒ θ =
Descobertas de Newton 
 Sir Isaac Newton foi um dos cientistas 
mais importantes de todos os tempos. 
 
 Newton nasceu em Woolsthorpe, 
Inglaterra, em 1642, ano da morte de 
Galileu. 
 
 Aos 18 anos de idade, Newton entrou para 
o Trinity College da Universidade de 
Cambridge. 
 
Fonte:http://www.isaacne
wton.org.uk/gallery/ 
Anos de ouro 
 Em 1666 por conta da peste negra, o Trinity College foi fechado e 
Newton teve que voltar para a fazenda de sua mãe, para continuar 
seus estudos. 
 
 Na fazenda, com idade entre 23 e 24 anos, estabeleceu os alicerces 
do trabalho que o tornaria imortal. 
 
 
Fonte:https://pt.wikipedia.org/wiki/Woolsthorpe-by-
Colsterworth#/media/File:Woolsthorpe_manor.jpg 
Casa onde nasceu Newton 
Anos de ouro 
 
 Neste período formulou: 
 Lei da gravitação universal 
 Cálculo diferencial  ferramenta para seus 
estudos 
 Leis fundamentais do movimento 
 Teoria sobre a natureza da luz 
 
Durante esta estada que teria acontecido o 
episódio lendário da queda maçã. 
 
Fonte:http://osfundamentosdafisi
ca.blogspot.com.br/2013/03/curso
s-do-blog-eletricidade.html 
Retorno para Cambridge 
 Quando a peste cedeu, Newton retornou para Cambridge  foi 
escolhido Professor Lucasiano de matemática (cadeira mais 
celebre da matemática) e manteve o posto por 28 anos. 
 
Fonte:https://en.wikipedia.org/wiki/Trinity_College,_Cambridge#/m
edia/File:Trinity_College_-_Great_Court_02.jpg 
Universidade de Cambridge 
Royal Society 
 Em 1672 foi eleito para a Royal Society de Londres e posteriormente 
tornou-se seu presidente. 
 Na Royal Society exibiu o primeiro telescópio refletor do mundo. 
 Estudando a refração da luz, Newton desenvolveu um telescópio 
utilizando espelhos refletivos, ao invés de lentes. 
Fonte:https://en.wikipedia.org/wiki/Royal_Society#/media/File:Royal_Society_20040420.jpg 
Fonte:https://en.wikipedia.org/wiki/Isaac_
Newton#/media/File:NewtonsTelescopeR
eplica.jpg 
Royal Society Réplica do telescópio de Newton 
Matemática – Binômio 
Na Matemática as principais contribuições de Newton foram: 
 
 Binômio de Newton: 
 
 
 
 
nn n k k
k 0
n
(x y) x y
k
−
=
 
+ = ⋅ 
 
∑
Fonte:http://www.departments.bucknell.edu/history/carnegie/ne
wton/logarithm.html 
Cálculo de Newton da área 
sob uma hipérbole com 55 
casas decimais, utilizando 
expansão em série. 
Matemática – Cálculo 
 Cálculo Diferencial e Integral: 
 
 
 Percebeu que o cálculo da tangente para um dado ponto de 
uma curva e o cálculo da área sob uma curva são inversos um 
do outro. 
 
 Chegou a essa conclusão a partir de uma visão cinemática 
das grandezas geométricas  fluentes e fuxões. 
 
 Notação de Newton: 
 
 x,y,z
• • •
Matemática – Cálculo 
 Newton se envolveu em discussões com o alemão Leibniz 
sobre a descoberta do Cálculo. 
 
 Hoje, os pesquisadores acreditam que ambos desenvolveram 
o Cálculo independentemente, porém com notações 
diferentes. 
 
 Notação de Leibniz: 
 
 Embora a formulação do Cálculo por Leibniz seja mais 
robusta do que a de Newton, Newton foi o primeiro a aplicar 
tais conhecimentos na análise de fenômenos físicos. 
 
( )d ∫
Ótica 
 Na óptica, Newton mostrou que a luz branca 
é composta pela interferência de luzes de 
diversas cores  Prisma 
 
 Para Newton a luz era constituída por 
corpúsculos, o que explicava a reflexão. 
Fonte:https://en.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newto
n#/media/File:Dispersive_Prism_Illustration.jpg 
Fonte:https://en.wikipedia.org/
wiki/Optics#/media/File:Optick
s.jpg 
Cargos 
 Em 1689 Ne1wton foi nomeado 
representante da Universidade 
de Cambridge. 
 Em 1696 torna-se diretor da 
Casa da Moeda deixa a 
tranquilidade de Cambridge para 
se instalar em Londres. 
 Seu objetivo na Casa da Moeda 
era diminuir as falsificações. 
 Em 1701 foi eleito membro do 
parlamento. 
 E em 1703 foi eleito presidente 
da Royal Society. 
Fonte:https://de.wikipedia.org/wiki/Tower_of_London#/m
edia/File:Tower_of_London_(Foto_Hilarmont).jpg 
Sede da Casa da Moeda 
Legado 
 Em 1705 Newton foi condecorado cavaleiro 
pela rainha Anne. 
 
 
 Em 1727, aos 85 anos, Newton morreu e foi 
sepultado na abadia de Westminster. 
 
 
 Além de todas suas contribuições, em 
especial para a Mecânica, Newton mostrou 
que as leis que governam os movimentos na 
Terra são as mesmas que governam os 
movimentos celestes. 
Fonte:https://en.wikipedia.or
g/wiki/Isaac_Newton#/media/
File:Isaac_Newton_grave_in_
Westminster_Abbey.jpg 
Sepultura de Newton 
Interatividade 
Pode-se afirmar que as concepção de Newton sobre o cálculo 
de tangente em um ponto de uma curva e o cálculo da área sob 
uma curva (cálculo diferencial e integral) são: 
 
a) Concepções puramente matemáticas, sem ligação com a 
realidade 
b) Ferramentas para os cálculos de ótica 
c) Evidências da relação algébrica de funções exponenciais 
d) Ferramentas obtidas a partir da visão cinemática das 
grandezas geométricas 
e) Aplicáveis somente aos movimentos celestes 
 
 
Resposta 
Pode-se afirmar que as concepção de Newton sobre o cálculo 
de tangente em um ponto de uma curva e o cálculo da área sob 
uma curva (cálculo diferencial e integral) são: 
 
a) Concepções puramente matemáticas, sem ligação com a 
realidade 
b) Ferramentas para os cálculos de ótica 
c) Evidências da relação algébrica de funções exponenciais 
d) Ferramentas obtidas a partir da visão cinemática das 
grandezas geométricas 
e) Aplicáveis somente aos movimentos celestes 
 
 
Principia 
 Trabalho científico mais relevante de 
Newton foi publicado pela primeira vez em 
1687. 
 
 Sua publicação foi incentivada por Edmund 
Halley. 
 
 Os livros “Principia” contêm a primeira 
sistematização completa da dinâmica e uma 
formulação dos movimentos terrestres e 
celestes. 
 
 
 
Fonte: 
https://pt.wikipedia.org/
wiki/Princ%C3%ADpios
_Matem%C3%A1ticos_
da_Filosofia_Natural 
Principia 
São divididos em 3 livros: 
 Livro I  matemática aplicada ao movimento de corpos no 
vácuo. 
 Livro II  matemática aplicada ao movimento de corpos em 
meios que oferecem resistência. 
 Livro III  aborda cosmologia. 
 
Contêm: 
 três leis do movimento; e 
 Teoria da gravitação universal 
 
Primeira lei de Newton (lei da inércia) 
“Qualquer corpo permanece em repouso ou em movimento 
retilíneo uniforme se a resultante das forças que atuam sobre 
ele for nula.” 
 
 
 
 Inércia  significa resistência a uma mudança de movimento. 
 Quanto maior a massa de um corpo, maior sua inércia e mais 
difícil tirá-lo do repouso ou do MRU. 
N
i R N
i
F F = F F F ... F
=
= + + + + =∑ 1 2 3
1
0
     
Segunda lei de Newton (lei fundamental da dinâmica) 
“A variação do movimento é proporcional à força motriz 
impressa e atua na direção da reta segundo a qual a força é 
dirigida.” 
 
 
 a aceleração de um objeto é proporcional à força resultante exercida 
sobre ele; 
 a massa é o fator de proporcionalidade entre a força e aceleração 
resultante. 
 
Ou: 
 
N
i R
i
F F m a
=
= = ⋅∑
1
  
( )
R
d m vdp dvF m m a
dt dt dt
⋅
= = = ⋅ = ⋅
  
Terceira lei de Newton (ação e reação) 
“A toda ação corresponde uma reação, de mesmo módulo, 
mesma direção e sentido oposto.” 
 
 
 
 
 
 
onde: F12  é a força que o bloco 1 exerce em 2. 
 F21  é a força que o bloco 2 exerce em 1. 
 
 
 
F F
F F
= −
=
12 21
12 21
 
 
Fonte: livro-texto. 
Exemplo 1 
Um bloco de 4 kg que desliza sobre um plano horizontal está 
sujeito a uma força F = 20 N, horizontal e para a direita, F = 10 N, 
horizontal e para a esquerda. Qual é a aceleração do corpo? 
 
Resolução: 
Como as forças estão na mesma direção, o módulo da 
resultante é: 
 
 
Portanto, a aceleração é: 
 
R RF 20 10 F 10 N= − ⇒ =
RR
F 10F m a a a 2,5 m / s²
m 4
= ⋅ ⇒ = = ⇒ =
Lei da gravitação universal 
 Newton estabeleceu a conexão entre o movimento de um 
corpo em queda livre na Terra e um planeta orbitando o Sol 
por meio da Lei da Gravitação Universal. 
 Quando um objeto é abandonado na superfície da Terra, ele 
está sujeito à aceleração da gravidade (g). 
 Como para uma aceleração podemos atribuir uma força: 
aceleração da gravidade (g)  força gravitacional (Fg). 
Características: 
 sempre atrativa; 
 ocorre entre corpos massivos; 
 varia com o inverso do quadrado da distância. 
Força gravitacional (FG) 
Segundo a lei da gravitação: 
“Massa atrai massa na razão direta das massas e na razão 
inversa do quadrado da distância“ 
 
 
 
Onde: 
G  constante da gravitação universal (G = 6,67 N.m²/kg²). 
m1 e m2  massas envolvidas na interação. 
d  distância entre os corpos. 
2
21
G d
mmGF ⋅⋅=
Fonte: elaborada pela autora. 
Lei da gravitação universal 
 A partir da lei da gravitação, Newton deduziu todas as Leis de 
Kepler, confirmando sua teoria aos dados experimentais. 
 Além disso, explicou a ocorrência fenômenos, como a 
precessão dos equinócios, o comportamento das marés, entre 
outros. 
 
2
21
G d
mmGF ⋅⋅=
Fonte:http://osfundamentosdafisica.blogspot.com.br/201
3/03/cursos-do-blog-eletricidade.html 
Força peso (P) 
 O módulo da força gravitacional exercida pela Terra sobre um 
objeto de massa m em sua superfície é: 
 
 
 
 Porém, 
 
 
 A força peso (P) corresponde à força de atração gravitacional 
exercida pela Terra sobre um corpo e pode ser expressa por: 
 
2
Terra
G R
mmGF ⋅⋅=
Onde: 
mTerra  massa da terra; e 
R  raio da Terra. 
tetancons²s/m 10g
R
mG
2
Terra ⇒==
⋅
gmP ⋅=
Exemplo 2 
A aceleração gravitacional na superfície da Terra é de 10 m/s² e 
na de Júpiter, 30 m/s². Se um objeto possui massa de 60 kg na 
superfície da Terra, qual a massa deste na superfície de Júpiter? 
Resposta: 
 
Massa ≠ Peso 
 
Massa: 
 Grandeza escalar. 
 Propriedade intrínseca da matéria. 
 Caracterizaum objeto. 
 
 
 
Júpiterm 60 kg=
Peso: 
 Grandeza vetorial. 
 Envolve a força gravitacional local. 
 Depende do sistema de referência 
em que é medido. 
Exemplo 3 
Um corpo de massa 8.000 kg está a 3.000 km da superfície da 
Terra. Determine a força de atração entre ambos, considerando 
a massa 6,0 × 1029 kg e o raio da Terra 6,4 × 106 m. 
 
Resolução: 
 
 
1 2G 2
G m mF
d
⋅ ⋅
=
( )
29 311
G 23 6
6 10 8 10F 6,67 10
3 10 6,4 10
− × ⋅ ×= × ⋅
× + ×
4
GF 7,8 10 N= ×
Interatividade 
O motor de um foguete de massa m é acionado em um instante 
em que ele se encontra em repouso sob ação da gravidade 
constante. O motor exerce uma força constante perpendicular à 
força exercida pela gravidade. Desprezando-se a resistência do 
ar e a variação da massa do foguete, podemos afirmar que, no 
movimento, a velocidade do foguete mantém: 
a) Mesmo módulo. 
b) Módulo constante e direção constante. 
c) Módulo constante e direção variável. 
d) Modulo variável e direção constante. 
e) Módulo variável e direção variável. 
Resposta 
O motor de um foguete de massa m é acionado em um instante 
em que ele se encontra em repouso sob ação da gravidade 
constante. O motor exerce uma força constante perpendicular à 
força exercida pela gravidade. Desprezando-se a resistência do 
ar e a variação da massa do foguete, podemos afirmar que, no 
movimento, a velocidade do foguete mantém: 
a) Mesmo módulo. 
b) Módulo constante e direção constante. 
c) Módulo constante e direção variável. 
d) Modulo variável e direção constante. 
e) Módulo variável e direção variável. 
Resolução 
O motor exerce uma força constante perpendicular à força 
exercida pela gravidade. 
 
Portanto: 
 
 Direção constante; e 
 Velocidade variável pois: 
( )
R
d m vdp dvF m m a
dt dt dt
⋅
= = = ⋅ = ⋅
  
Evolução do conceito de calor 
 Galileu Galilei inventou o primeiro 
termômetro, dispositivo capaz de medir 
alterações de temperatura. 
 Por se tratar de um dispositivo sem escala, 
muitas vezes esse dispositivo é chamado de 
termoscópio. 
 A partir de seus experimentos, Galileu 
observou que: 
 
Ao posicionar de cabeça para baixo um frasco de 
vidro, preenchido com água até a metade, em um 
recipiente também com água, variações de 
temperatura, causavam variações da altura da 
coluna de liquido. 
Fonte:https://galileo.ou.edu/exhi
bits/galileo-thermoscope-replica-
bizzell-memorial-library 
Evolução dos termômetros 
Evangelista Torricelli: 
 
 Foi aluno de Galileu. 
 Percebeu que o movimento do líquido na 
coluna de vidro era influenciado pela 
pressão atmosférica externa  barômetro 
 Portanto, o termômetro era impreciso 
para as medições de temperatura. 
 
 
 
Fonte:https://pt.wikipedia.org/wiki/
Evangelista_Torricelli 
Evolução dos termômetros 
Daniel Gabriel Fahrenheit: 
 Foi o primeiro a 
desenvolver um bom 
dispositivo para medir a 
temperatura. 
 Consistia em um bulbo 
conectado a um capilar 
com mercúrio em seu 
interior (o termômetro de 
mercúrio). 
 Fonte: https://es.wikipedia.org/wiki/Daniel_Gabriel_Fahrenheit 
Escalas termométricas 
O desenvolvimento de bons termômetros e a utilização de 
escalas termométricas adequadas, permitiram a evolução de 
conceitos importantes da termodinâmica. 
 
Algumas escalas termométricas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin 
Fonte:https://pt.wikip
edia.org/wiki/Anders
_Celsius 
Fonte:http://www.explicat
orium.com/biografias/dan
iel-gabriel-fahrenheit.html 
Fonte:https://pt.wikipe
dia.org/wiki/Kelvin 
Escala Celsius 
Nessa escala, os pontos fixos de referência foram escolhidos de 
tal forma que: 
 0ºC (zero graus celsius)  corresponde à temperatura de 
fusão do gelo; e 
 100ºC (cem graus celsius)  corresponde à temperatura de 
ebulição da água. 
 
 Ou seja, o intervalo entre os dois pontos fixos foi dividido em 
100 partes iguais, onde cada parte corresponde a 1ºC. 
 
 Por essa razão, antigamente essa escala era chamada de 
escala centígrada. 
Escala Fahrenheit 
A escala Fahrenheit é largamente utilizada nos Estados Unidos 
e recebe esse nome em homenagem ao físico Daniel Gabriel 
Fahrenheit, que estabeleceu essa escala de temperatura em 
1724. Para essa escala, Fahrenheit adotou como pontos de 
referência os seguintes valores: 
 
 0ºF (graus Fahrenheit) como a temperatura do dia mais frio no 
inverno em sua cidade; 
 32ºF como a temperatura de fusão do gelo; e 
 100ºF como a temperatura média do corpo humano. 
 
Escala Kelvin 
 Para que uma escala não esteja associada a propriedades 
específicas de uma substância  define-se escala absoluta 
de temperatura. 
 
 Na escala Kelvin o menor valor de temperatura que um corpo 
pode atingir corresponde ao zero absoluto (0 K, zero kelvin). 
 
 Esta escala relaciona-se com a energia cinética média das 
moléculas. 
 
 A escala de temperatura Kelvin possui o mesmo tamanho de 
grau que a escala Celsius. 
Conversões 
 Fahrenheit e Celsius: 
 
 
 
 
 Kelvin e Celsius: 
F C
9T T 32
5
= +
C F
5T (T 32)
9
= −
K CT T 273= +
C KT T 273= −
Calor 
 Um conceito importante para termodinâmica é 
de calor  corresponde à energia transferida 
entre um sistema e sua vizinhança, devido a 
diferença de temperatura entre esses. 
 
 O físico e químico escocês Joseph Black foi o 
primeiro a oferecer uma explicação sobre o 
calor. 
 
 Ele verificou que, um pedaço de gelo ao derreter 
não alterava sua temperatura, o que podia ser 
explicado pela absorção de calor pelo gelo. 
 
 Joseph Black sugeriu que o calor flui entre 
corpos como um fluido. 
 
Fonte:http://www.educationscot
land.gov.uk/scottishenlightenm
ent/josephblack/learnmore.asp 
Teoria calorífica 
 Antoine Laurent de Lavoisier foi o primeiro cientista a 
formalizar o conceito de fluido térmico, para o que chamou de 
teoria "calorífica". 
 Imaginava o calor como um fluido insípido, inodoro e invisível 
que ele chamava fluido calorífico. 
Fonte:http://www.antoinelavoisier.org/wp-
content/uploads/sites/2/2015/11/Antoine-Lavoisier.jpg 
Natureza do calor 
 Esses conceitos foram utilizados nos 
trabalhos do engenheiro francês Sadi Carnot 
em 1824. 
 
 Já cientistas como Francis Bacon e Robert 
Hooke acreditavam que o calor era o 
resultado do movimento das partículas. 
 
Fonte:https://pt.wikipedi
a.org/wiki/Sadi_Carnot 
Fonte:https://pt.wikipedia.
org/wiki/Francis_Bacon 
Fonte:https://pt.wikipedia.
org/wiki/Robert_Hooke 
Lei dos gases 
Os gases são a substâncias que apresentam comportamento 
termodinâmico mais simples. No século XVIII os cientistas verificaram: 
 
“O volume de um gás sob pressão constante, varia linearmente com a 
temperatura” 
 
Para gases perfeitos, a relação entre as grandezas termodinâmicas 
pressão, volume e temperatura é dada pela lei dos gases perfeitos: 
onde: 
P é a pressão; 
V é o volume; 
n é o número de mols; 
R é a constante universal dos gases; e 
T é a temperatura absoluta. 
 
 
 
P V n R T⋅ = ⋅ ⋅
Gases perfeitos 
Gases perfeitos  correspondem a idealização de um gás real, 
no caso limite de rarefação, onde as moléculas do gás não 
interagem entre si. 
 
 
Apesar de nenhum gás real obedecer completamente a equação 
anterior, ela corresponde a uma boa aproximação para maioria 
dos gases, desde que rarefeitos e longe de seu ponto de 
liquefação. 
 
Interatividade 
Quais são as temperaturas em celsius e em kelvin 
correspondentes a 14ºF? 
 
a) 27 ºC e 273 K 
b) -10 ºC e 263 K 
c) 12 ºC e 250 K 
d) -1 ºC e -200 K 
e) 10 ºC e 283 K 
Resposta 
Quais são as temperaturas em celsius e em kelvin 
correspondentes a 14ºF? 
 
a) 27 ºC e 273 K 
b) -10 ºC e 263 K 
c) 12 ºC e 250 K 
d) -1 ºC e -200 K 
e) 10 ºC e 283 K 
Resolução 
Em celsius: 
 
 
 
 
Em kelvin: 
 
 
C F C C
5 5T (T 32) T (14 32) T 10ºC
9 9
= − ⇒ = − ⇒ = −
K C K KT T 273 T 10 273 T 263 K= + ⇒ = − + ⇒ =
 
 
 
 
 
 
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