TERMOLOGIA

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TERMOLOGIA TERMOLOGIA 
INTRODUÇÃO 
 “Desde muito cedo nos acostumamos 
com o conceito de Temperatura. Usando as 
expressões Mais Quente ou Mais Frio, fazemos 
as primeiras comparações. No entanto, essas 
expressões são muito subjetivas e pessoais. 
Ao longo da história, várias escalas de 
temperatura foram propostas, mas, a 
comparação das melhores escalas, só veio com 
a compreensão do significado de Temperatura 
de um Corpo”. 
Temperatura 
Mais Quente Mais Frio 
Temperatura 
de um Corpo 
NOÇÃO DE TEMPERATURA 
 Podemos considerar Temperatura como a Medida 
do Grau de Agitação das partículas de um corpo. 
CORPO MAIS QUENTE 
Alta Temperatura 
* Maior Agitação * 
CORPO MAIS FRIO 
Baixa Temperatura 
* Menor Agitação * 
CALOR 
 É a Energia Térmica em Trânsito, que passa dos 
corpos de Maior Temperatura para os corpos de Menor 
Temperatura. 
CALOR 
( Q ) 
Temperatura: medida do 
grau de agitação 
(vibração). 
OBSERVAÇÃO 
 “A idéia de calor como forma de energia, só foi 
estabelecida pela física a partir do século XIX, pelo físico 
inglês Joule. Até então, entendia-se erroneamente o calor 
como uma substância que se incorporava aos corpos”. 
 Portanto, a medida da quantidade de calor (Q) no 
S.I. é o Joule (J). No entanto, utiliza-se também a caloria 
(cal), unidade estabelecida antes de se entender calor 
como forma de energia. 
1 cal = 4,186 J 
Atenção 
Temperatura Temperatura Mede o grau de agitação 
(vibração) das partículas de um 
corpo. 
Calor Calor Energia térmica em 
transito entre corpos, 
decorrente apenas da diferença 
de temperatura entre eles. 
 Portanto, só haverá passagem de calor, 
enquanto os corpos estiverem em temperaturas 
diferentes e até atingirem o equilíbrio térmico. 
Equilíbrio Térmico 
 Dizemos que dois ou mais corpos estão em 
equilíbrio térmico quando estiverem na mesma 
temperatura. 
Lei Zero ou 
Principio 
fundamental da 
termodinâmica 
 Se dois corpos estão em 
equilíbrio térmico com um 
terceiro, estarão em equilíbrio 
térmico entre si. 
ESCALAS TERMOMÉTRICAS 
 “A necessidade de se quantificar (medir) as 
noções de quente e frio levou à invenção do 
termômetro, e, a necessidade de se aperfeiçoarem 
essas medidas deu origem a diversas escalas 
termométricas (termômetros).” 
 Até o fim do século XVIII, havia em torno de 
dezenove escalas termométricas em uso. 
 A construção de um termômetro obedece a certas 
convenções, nas quais números são associados à 
estados térmicos. 
Conhecendo um Termômetro 
 Uma escala termométrica 
correspondente a um conjunto de 
valores numéricos associados à 
temperatura. 
 Para graduação das escalas 
são escolhidos fenômenos que se 
reproduzem sempre nas mesmas 
condições. 
 Quando a temperatura do 
Termômetro se eleva, o mercúrio 
expande-se (dilata-se) e sobe pelo 
tubo capilar. bulbo bulbo 
estrangulamento estrangulamento 
mercúrio mercúrio 
capilar capilar 
sempre 
dilata-se 
As principais escalas termométricas 
 “Construída em 1727, por Daniel Fahrenheit 
(1686-1736). Originalmente teria escolhido para os 
fenômenos que se reproduzem sempre nas mesmas 
condições ( que mais tarde chamaremos de pontos 
fixos) uma mistura de água, gelo e sal, ao qual atribuiu o 
valor 0ºF e, como segundo fenômeno, a temperatura 
corpórea, a qual atribuiu o valor de 100ºF.” 
 Também foi Fahrenheit, quem propôs a utilização 
do mercúrio como grandeza termométrica em vez do 
álcool nos termômetros, em função do seu altíssimo 
coeficiente de dilatação. 
1ª) A escala Fahrenheit 
TERMÔMETRO FAHRENHEIT 
Obs: 0ºF foi o número escolhido por Fahrenheit para a mistura 
de água, gelo e sal e 100ºF o número escolhido para a 
temperatura do corpo humano “sem febre”. 
0ºF 
100ºF 
Mistura de água, gelo e sal 
Temperatura Corpórea Temperatura Corpórea 
Mistura de água, gelo e sal 
Atenção 
 - Observe que nesta época (1727) sequer existia a escala 
Celsius, que só apareceria 15 anos depois, em 1742. 
 Fahrenheit não foi feliz na escolha destes dois pontos 
(fixos). Primeiro porquê ao misturar sal no primeiro ponto, 
achando que teria uma mistura mais pura não observou que em 
paises diferentes, o sal não era o mesmo, (diferentes 
concentrações e densidades ), fato que gerava pequenas variações 
nas medidas de temperatura (vibração). 
 - Analogamente, o 2º ponto ( temperatura corpórea ) , 
também não foi bem escolhido pois faltava precisão. 
A ESCALA CELSIUS 
 Somente 15 anos após o lançamento da escala Fahrenheit, 
Anders Celsius (1701 – 1744), propôs, em 1742, a retirada do sal na 
água da escala Fahrenheit , fazendo com que a mistura água – gelo 
fosse adotada pela comunidade científica como 1º Ponto fixo, sob 
pressão de 1 atm. 
 Ao se retirar o sal da água, o termômetro Fahrenheit passou 
a marcar 32ºF. 
 Propôs também que se trocasse a temperatura corpórea 
(100ºF) pela água em ebulição, (mistura água-vapor) como 2º ponto 
fixo , também sob pressão de 1atm. 
 Assim sendo, o termômetro Fahrenheit subiu para 212ºF. 
 Com essas mudanças propostas por Celsius o novo 
termômetro Fahrenheit ficou assim conhecido... 
Termômetro Fahrenheit com os novos Pontos Fixos 
elaborados por Celsius em 1742 
Hg 
0ºF 
32ºF 
100ºF 
212ºF 
Celsius 
Pontos Fixos 
Mistura água/ gelo/ sal 
Mistura água/ gelo 
Temperatura Corpórea 
Mistura água/ vapor 2º Ponto Fixo 
1742 
1º Ponto Fixo 
P.V. 
(Ponto de Vapor) 
P.G. 
(Ponto de Gelo) 
Definidos os pontos fixos, Celsius escolhe então seus próprios 
números para os pontos fixos, lançando assim a Escala Celsius. números Escala Celsius 
32ºF 0ºC 
1º Ponto Fixo 
P.G. 
(Ponto de Gelo) 
212ºF 100ºC 
Água/ Gelo 
Água/ Vapor 2º Ponto Fixo 
P.V. 
(Ponto de Vapor) 
Celsius Fahrenheit 
próprios 
pontos fixos 
A ESCALA KELVIN 
 “Somente em 1848, mais de 1 século após o aparecimento 
da escala Celsius, Willian Thonson (1824 – 1907), que recebeu o 
título de Lorde Kelvin estabeleceu a escala Kelvin, conhecida 
como escala absoluta de temperatura.” 
 “Kelvin faz a observação de que mesmo no 1º ponto fixo 
(ponto de gelo), as moléculas ainda possuem muita agitação 
(vibração), portanto, por definição ainda possuem temperatura.” 
 “Neste caso, o 0ºC, (zero para temperatura) seria apenas 
um zero relativo. O zero absoluto de temperatura é um estado onde 
as partículas literalmente param de vibrar.” 
A ESCALA KELVIN 
 “Kelvin verifica então que, mantendo-se constante o volume de 
um gás, sua pressão diminuía de partes da pressão inicial, a 
cada 1ºC a menos em sua temperatura.”’ 
1 
273 
“A cada 1ºC a menos na temperatura 
a pressão (agitação) diminuía de 
 partes da pressão inicial.” 
273
1
CONCLUSÃO 
“Em –273ºC a pressão (agitação) se 
reduziria a zero (fim da vibração) e 
teríamos um zero absoluto.” 
A ESCALA KELVIN 
ºC K 
-273ºC 
0ºC 
100ºC 
0 K 
273 K 
373 K 
1º P Fixo 
2º P Fixo 
1º P Fixo 
2º P Fixo 
Partículas 
param de 
vibrar 
Zero 
absoluto 
EQUAÇÃO DE CONVERSÃO 
Celsius Fahrenheit Kelvin 
2º P.F. 
Ponto de 
Vapor 
1º P.F. 
Ponto de 
Gelo 
100ºC 212ºF 373K 
0ºC 32ºF 273K 
C 
Pelo teorema de Tales temos: 
273373
273K
32212
32F
0100
0C








100
273K
180
32F
100
C 



5
273K
9
32F
5
C 



F K 
Relação entre as Variações de Temperatura 
C F K 
100ºC 212ºF 373K 
0ºC 32ºF 273K 
100
ΔK
180
ΔF
100
ΔC

100 180 100 
5
ΔK
9
ΔF
5
ΔC

DEFINIÇÕES IMPORTANTES 
Q
 
(Q
u
a
n
ti
d
a
d
e
 d
e
 C
a
lo
r)
 
* Se fornecermos (ou retirarmos) 
uma certa quantidade de calor “Q” 
de um “corpo”, necessariamente: 
VARIA A 
TEMPERATURA 
DO CORPO 
ou 
O CORPO 
MUDA DE 
ESTADO 
** Quantidade de calor sensível (QS): é a quantidade de calor 
responsável pela variação de temperatura do corpo. 
** Quantidade de calor latente (QL): é a quantidade de calor 
necessária para o corpo sofrer uma mudança deestado, 
sem haver variação de temperatura. 
DEFINIÇÕES IMPORTANTES 
** Calor Específico (c): - É a quantidade de calor 
necessária para variar de 1ºC, uma massa de 1 grama da 
substância (unidade usual cal / g . ºC). 
** Capacidade Térmica (C): - É a quantidade de calor 
necessária para variar de 1ºC, toda a massa do corpo 
(unidade usual cal / ºC). 
C = m . c 
** Equivalente em Água (E): - É a massa de água 
equivalente ao módulo da capacidade térmica do corpo. 
E = C = mC . cC 
(Característica da substância) 
(Característica do corpo) 
DEFINIÇÕES IMPORTANTES 
 Quantidade de Calor Sensível (QS): - É a quantidade de calor 
necessária para produzir uma variação de temperatura (T) em um 
corpo de massa m. 
É diretamente proporcional à massa do corpo (m). 
Depende do tipo de material (c). 
Diretamente proporcional à variação de temperatura (T). 
QS = m . c . T 
Observe que o 
produto m.c é a 
capacidade térmica do 
corpo: 
ΔT
Q
C 
O Calor é sensível 
enquanto houver apenas 
“variação de temperatura” 
DEFINIÇÕES IMPORTANTES 
 Calor Latente (L): É a quantidade de calor necessária para 
fazer mudar de fase 1 grama de uma substância pura. 
Unidade usual cal/g 
O corpo “recebe” calor Q > 0 
Estados físicos da matéria e suas transformações. 
O corpo “cede” calor Q < 0 
Sólido 
Líquid
o 
Vapor 
Fusão Vaporização 
Solidificação Liquefação 
Sublimação 
Quantidade de calor Latente ( QL ) 
 É a quantidade de calor necessária para que toda a massa 
do corpo sofra apenas mudança de fase, sem haver variações de 
temperatura. 
Lf = 80 cal/g 
QL = m . L 
“Durante a mudança de fase a temperatura permanece constante” 
toda a massa 
mudança de fase 
LV = 540 cal/g 
LS = - 80 cal/g 
L = - 540 cal/g 
PARA A ÁGUA 
CALOR DE COMBUSTÃO 
 A energia contida nos alimentos e nos combustíveis pode 
ser medida pela queima ( combustão ). Assim, calor de 
combustão é a quantidade de calor liberada pela queima de 1g de 
uma substância. 
TROCAS DE CALOR 
 Energia não se perde e não se ganha, apenas se 
transforma ou se transfere. 
 Quando vários corpos em temperaturas diferentes são 
colocados em contato, trocam calor até que suas temperaturas se 
igualem ( Equilíbrio térmico ) e cessa a troca de calor. 
 Portanto, toda a quantidade de calor cedida por alguns 
corpos será igual à quantidade de calor recebida por outros 
corpos. 
 Nessa troca alguns corpos cedem calor (Q-) e outros 
recebem calor (Q+). 
QCEDIDO + QRECEBIDO = 0 
OBSERVAÇÕES 
 Normalmente as trocas de calor entre corpos são feitas dentro 
de um recipiente isolado termicamente do meio ambiente. Este 
recipiente é denominado calorímetro . 
O calorímetro pode ou não 
participar das trocas de calor. 
Calorímetro ideal: não troca calor 
com o meio ambiente. 
Calorímetro comum: Participa 
das trocas de calor com os corpos 
em seu interior. (Funciona como 
mais um corpo trocando calor). 
D I L A T A Ç Ã O 
T É R M I C A 
DILATAÇÃO 
 “De um modo geral, quando variamos a 
temperatura de um corpo, (sólido, líquido ou gasoso), 
variamos também o grau de agitação molecular, o que 
provoca um afastamento ou aproximação dessas 
moléculas, resultando assim uma variação nas 
dimensões (comprimento, largura e altura) do corpo, 
fenômeno conhecido como Dilatação Térmica”. 
(Aumenta o grau de agitação) 
T  Dilatação Térmica 
Afastamento das moléculas. 
Aumento das dimensões do 
corpo. 
(Diminui o grau de agitação) 
T  Contração Térmica 
Aproximação das moléculas. 
Diminuição das dimensões do 
corpo. 
ATENÇÃO 
** A dilatação ou contração térmica sempre ocorre 
simultaneamente em todas as dimensões. 
** Dependendo do formato do corpo podemos desprezar 
a dilatação em uma ou duas dimensões. 
** No caso de um corpo em forma de barra, só 
consideramos a dilatação no comprimento, 
desprezando as dilatações na largura e espessura. 
** No caso de um corpo em forma de placa (chapa), 
consideramos as dilatações em duas dimensões, 
comprimento e largura, desprezando a dilatação na 
espessura. 
A 
DILATAÇÃO 
** É diretamente proporcional às 
dimensões iniciais do corpo. 
(Quanto maiores as dimensões 
iniciais, maior a dilatação 
sofrida). 
** É diretamente proporcional à 
variação de temperatura. 
(Quanto maior a variação de 
temperatura sofrida pelo corpo, 
maior a dilatação). 
** Depende do tipo de material. 
(materiais diferentes com as 
mesmas dimensões, sofrem 
dilatações diferentes para a 
mesma variação de 
temperatura). 
DILATAÇÃO LINEAR 
“Quando consideramos a dilatação em apenas uma 
dimensão, desprezando as outras duas. 
“MUITO USADA NA DILATAÇÃO DE BARRAS” 
L L0 
L = L0 + L 
Diretamente proporcional ao 
comprimento inicial da barra. 
 
 
Diretamente proporcional à 
variação de temperatura. 
 
 
Diretamente proporcional ao 
coeficiente de dilatação linear. 
(número associado ao tipo de material) 
 
 
L0 
T 
 
A DILATAÇÃO 
LINEAR 
L =  . L0 . T 
L0 L 
L = L0 + L 
ATENÇÃO 
* Observe que  é apenas uma constante de 
proporcionalidade denominada Coeficiente de Dilatação 
Linear, que depende exclusivamente do tipo de material. 
* A Dilatação Linear (L) é diretamente 
proporcional à  , portanto, quanto maior  maior L. 
* Como L =  . L0 . T, a unidade de  é: 
m m ºC 1Cº 
Cº
1 
* Como a unidade de  é o inverso do grau Celsius 
é chamada de Grau Celsius Recíproco . 
“Apenas para ilustração, apresentamos os coeficientes de 
dilatação linear de alguns materiais.” 
Quanto 
maior 
“” 
Maior a 
Dilatação 
L 
:  = 9 . 10-6 ºC-1 Vidro Comum 
:  = 12 . 10-6 ºC-1 Concreto 
:  = 15 . 10-6 ºC-1 Ouro 
:  = 22 . 10-6 ºC-1 Alumínio 
:  = 27 . 10-6 ºC-1 Chumbo 
:  = 3 . 10-6 ºC-1 Porcelana 
 - Observe que uma barra de chumbo se dilata quase o dobro que 
uma barra de ouro de mesmo comprimento ao sofrerem a mesma 
variação de temperatura. 
 - Nas mesmas condições um pino de vidro se dilata três vezes 
mais que um pino de porcelana. 
A Lâmina Bimetálica 
 “ É um dispositivo constituído por duas lâminas 
justapostas e bem coladas, de materiais com coeficientes 
de dilatação linear diferentes. 
A 
B 
situação inicial 
A > B 
A 
B 
situação após aquecimento 
Curiosidade 
 Ao aquecermos o conjunto, as lâminas se dilatam, 
provocando um encurvamento para o lado da lâmina de 
menor ”. 
DILATAÇÃO SUPERFICIAL 
“Quando consideramos a dilatação em apenas 
duas dimensões”; comprimento e largura. 
“ MUITO USADA NA DILATAÇÃO DE ÁREAS (CHAPAS)” 
A0 
A 
A 
A = A0 + A 
A DILATAÇÃO 
SUPERFICIAL (A) 
Diretamente Proporcional 
à área inicial da chapa 
 
 A0 
Diretamente Proporcional 
à variação de temperatura 
 
 T 
Diretamente Proporcional 
ao coeficiente de 
dilatação superficial 
 
  
A = A0 .  . T 
 = 2 
(Duas Dimensões) 
OBSERVAÇÃO 
“ Quando se aquece uma chapa com um orifício, ela se 
dilata como se fosse inteiriça, isto é, o orifício se dilata 
como se fosse constituído do mesmo material ( = 2) 
da chapa”. 
R0 
DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA 
“Quando consideramos a dilatação nas três 
dimensões”; comprimento, largura e altura. 
V0 V = V0 + V 
V 
A DILATAÇÃO 
VOLUMÉTRICA (V) 
Diretamente Proporcional 
ao volume inicial do 
corpo 
 
 V0 
Diretamente Proporcional 
à variação de temperatura 
 
 T 
Diretamente Proporcional 
ao coeficiente de 
dilatação volumétrica 
 
  
V = V0 .  . T  = 3 
Pontes e Viadutos 
Grandes Calçadas. 
FERROVIAS 
JUNTAS DE DILATAÇÃO 
“Quando ocorre impedimento à livre dilatação de um 
corpo, surgem forças internas de tensão que podem 
levá-lo a se romper ou se deformar. Para “facilitar” a 
dilatação usamos as juntas de dilatação”. 
O B S E R V A Ç Õ E S 
Ao aquecermos um cilindro 
oco (dilatação volumétrica) 
ele se dilata como se fosse 
maciço. Portantoa parte 
oca se dilata como se fosse 
constituída do mesmo 
material. 
Ao construírmos pontes 
apoiadas em pilares com 
comprimentos diferentes 
(L0) devemos usar materiais 
diferentes () para que 
ocorra a mesma dilatação 
(L). 
40 m 
30 m 
LA = LB 
A . LA T = B . LB T 
A . LA = B . LB 
DILATAÇÃO TÉRMICA 
DOS LÍQUIDOS 
A dilatação volumétrica de um líquido segue uma 
lei Idêntica à dilatação volumétrica dos sólidos. 
V = V0 + V 
DILATAÇÃO 
VOLUMÉTRICA 
DOS LÍQUIDOS 
Diretamente Proporcional 
ao seu volume inicial 
 
 V0 
Diretamente Proporcional 
à variação de temperatura 
 
 T 
Diretamente Proporcional 
ao seu coeficiente de 
dilatação real 
 
 LIQ 
V = V0 . liq . T 
OBSERVAÇÕES 
Como os líquidos não apresentam forma própria, só 
tem significado o estudo de sua dilatação volumétrica. 
Devemos levar em conta também a dilatação 
volumétrica do recipiente que o contém. 
De maneira geral os líquidos dilatam-se bem mais que 
os sólidos para uma mesma variação de temperatura. 
AQUECENDO O CONJUNTO 
LÍQUIDO + RECIPIENTE 
“Como os líquidos, de maneira geral, dilatam-se mais 
que os sólidos, teremos um certo volume de líquido 
transbordado, caso o recipiente esteja totalmente 
preenchido pelo líquido”. 
“Tal volume de líquido transbordado denominamos 
dilatação aparente do líquido (Vap)”. 
Assim sendo temos: ... 
V0 Vf 
Vap 
Vrecip = V0 . recip . T Dilatação do Recipiente 
Vliq = V0 . liq . T Dilatação real do Líquido 
Vap = V0 . vap . T Dilatação aparente do Líquido 
(derramado) 
Onde: 
Vap = Vliq - Vrecip 
ap = liq - recip 
Volume de líquido 
derramado 
EXEMPLO 
Um recipiente de vidro (recip = 30 . 10
-6 ºC-1) com capacidade 
de 50 cm3 está completamente cheio de mercúrio 
(liq = 180 . 10
-6 ºC-1). Aquecendo-se o conjunto de 100ºC, 
calcule o volume de mercúrio extravasado. 
Dilatação do Recipiente (Vrecip) 
Vrecip = V0 . recip . T 
Vrecip = 50 . 30 . 10-6 . 100 
Vrecip = 0,15 cm
3 
Volume Derramado (Vap) 
Vap = Vliq - Vrecip 
Vap = 0,90 – 0,15 
Vap = 0,75 cm3 
Dilatação do Líquido (Vliq) 
Vliq = V0 . liq . T 
Vliq = 50 . 180 . 10
-6 . 100 
Vliq = 0,90 cm
3 
vap = liq - recip = 150 . 10
-6ºC-1 
Vap = V0 . ap . T 
Vap = 50 . 150 . 10-6 . 100 
Vap = 0,75 cm3 
O COMPORTAMENTO ANÔMALO DA ÁGUA 
 Nas regiões mais frias do nosso planeta, a chegada do 
inverno provoca o congelamento da superfície dos lagos, mas não 
de suas profundezas. A resposta para esse fato está relacionada à 
dilatação anômala da água. Como a água na fase líquida e próximo 
de 0ºC é menos densa que porções de água e cerca de 4ºC, ela 
tende a migrar para a superfície como se fosse uma convecção ao 
contrário. O resultado é que o lago começa a congelar pela parte 
de cima. 
 Como o gelo é um mau condutor de calor, a água que fica 
embaixo passa a ceder menos calor para o ambiente, o que 
garante a manutenção da vida aquática até a chegada da 
primavera. 
 Vemos que, além de a água manter o clima, ela mantém a 
vida nas regiões frias com esse comportamento atípico. Sem isso 
a vida em nosso planeta poderia ter-se extinguido por completo 
durante a glaciação, período pré-histórico em que a Terra ficou 
recoberta de gelo. 
t (ºC) 4 0 
Vmin 
V 
TRANSMISSÃO DE CALOR 
 “O calor é uma forma de energia em trânsito, que 
se propaga entre dois pontos devido a uma diferença 
de temperatura entre eles”. 
Como processos de transferência de calor temos: 
Condução Térmica. 
Convecção Térmica. 
Irradiação (Radiação) Térmica. 
 “Para os três modos de propagação definimos a 
grandeza fluxo de calor ()”. 
S 
 
 O fluxo de calor através da área “S”, é 
numericamente igual a Quantidade de Calor transmitida por 
unidade de tempo. 
ΔT
Q

Como unidade usual temos: 
cal / s 
 “É o processo de transmissão de calor através do 
qual o calor passa de molécula a molécula por meio de 
vibrações, sem que elas sejam deslocadas. 
CONDUÇÃO TÉRMICA 
Característica dos 
Corpos Sólidos 
 “Na barra metálica, o calor é transportado de uma 
extremidade para outra por condução. 
OBSERVAÇÕES 
Os líquidos e gases não favorecem a condução, pela 
liberdade de movimentação das moléculas (mudam de 
lugar). 
O fluxo de calor por 
condução é dado por: e
)θ(θ . A . K 12 
Lei de Fourier 
e 
A 
2 
1  
K = CTE de 
condutibilidade Térmica. 
“Consiste no transporte de energia térmica (calor) de 
uma região para outra, através do transporte de matéria. 
Correntes de convecção num líquido em aquecimento. 
CONVECÇÃO TÉRMICA 
Característica de 
Líquidos e Gases 
OBSERVAÇÃO 
 “Com o aquecimento da parte inferior, temos uma 
dilatação, aumentando o volume das partículas e 
diminuindo sua densidade”. 
 “Assim sendo, as partículas menos densas e 
aquecidas sobem, enquanto as mais densas e mais frias 
descem, movimentando a massa do fluído e transportando 
calor por convecção”. 
 “Quando vamos resfriar um ambiente devemos 
fazê-lo a partir da região superior, porque o fluído frio 
tende a descer e o quente subir”. (Diferença de 
Densidade). 
 Para permitir a convecção o congelador da 
geladeira deve estar na parte superior, mas o aquecedor 
de um ambiente deve estar colocado no solo. 
EXEMPLOS DE CONVECÇÃO 
 A retirada de gases 
residuais da combustão pelas 
chaminés é resultado das 
correntes de convecção. Os 
gases aquecidos sobem, 
provocando uma renovação 
do ar frio em torno da chama 
e mantém a combustão. 
 A formação de brisas nas 
regiões litorâneas em parte se deve ao 
fato de o calor específico da areia ser 
bem menor do que o da água. Durante o 
dia, a areia se aquece mais rapidamente 
do que a água, o ar acima da areia se 
expande, torna-se menos denso, sobe e 
é substituído pelo ar frio do mar, 
provocando, portanto, correntes de 
convecção. De noite o processo se 
inverte. 
IRRADIAÇÃO 
Característica de Corpos 
Incandescentes 
 Efetua-se através de ondas eletromagnéticas 
denominadas ondas caloríficas ou calor radiante, 
predominando os raios infravermelhos. 
 A Terra recebe energia radiante emitida pelo Sol, 
que passa pelo vácuo, aquecendo-a. 
ALGUNS EXEMPLOS DE 
IRRADIAÇÃO 
** Estufa de plantas. ** Lâmpada Incandescente. 
** Carvão em Brasa. 
DIAGRAMA DE FASES 
 “O estado físico de uma substância pura é 
determinado pela temperatura e pela pressão. Assim, 
dependendo desse par de valores ao qual a substância 
está submetida ela pode estar em qualquer um dos 
estados físicos (sólido, líquido ou gasoso), ou ainda em 
uma situação que corresponde ao equilíbrio entre dois ou 
três estados físicos”. 
Fase
Forças de
atração entre
os átomos
Energia
devida às
vibrações
Temperatura Forma
Sólida fortes pequena baixa definida
Líquida moderadas moderada média variável
Gasosa fracas grande alta indefinida
DIAGRAMA DE FASES 
 É o gráfico que representa as curvas de fusão, 
vaporização e sublimação, conjuntamente em função da 
Temperatura X Pressão. 
 Uma panela de pressão, cuja 
finalidade é cozinhar mais rapidamente os 
alimentos, com o aumento da pressão a 
volume constante, consegue provocar a 
ebulição da água a temperaturas bem 
superiores a 100º C (pressão normal). 
 Devido à pressão exercida 
pelo fio sobre a barra de gelo, esta se 
funde dando passagem ao fio. À 
medida que o fio atravessa a barra de 
gelo, desaparece a pressão por ele 
exercida e a água resultante da fusão 
se solidifica, pois está a uma 
temperatura inferior à de fusão. 
DIAGRAMA DE FASES 
sólido 
líquido 
vapor 
t (temperatura) 
p
 (
p
re
s
s
ã
o
) 
curva de 
sublimação T 
curva de 
 fusão 
curva de 
 vaporização 
Água, bismuto, ferro 
e antimônio 
“ Maioria das substâncias” 
sólido 
líquido 
vapor 
Curva de 
Sublimação 
t (temperatura) 
p
 (
p
re
s
s
ã
o
) 
T 
Substâncias que diminuem 
de volume se fundir 
Substânciasque aumentam 
de volume ao se fundir 
Curva de vaporização 
coexistem líquido e vapor 
Curva de sublimação 
coexistem sólido e vapor 
1 2 
3 
Sólido 
Líquido 
vapor 
Ponto triplo 
Tpt Tpc 
p 
ppc 
ppt 
gasoso 
Ponto crítico 
T 
Curva de fusão coexistem 
sólido e líquido 
coexistem as três fases T ponto triplo 
PC ponto critico corresponde a pressão e temperatura 
criticas. Acima da temperatura critica a 
substância é gás. 
1 
2 
3 
T 
PC 
VARIÁVEIS DE ESTADO DE UM GÁS 
“ Estudo das três grandezas macroscópicas que 
definem um sistema gasoso. A pressão (P), o volume (V) 
e a temperatura (T). 
“ Esses três valores ( P,V,T ) definem o estado 
termodinâmico de um gás. Se uma dessas grandezas 
sofrer alteração, acarretará mudança em pelo menos 
mais uma das outras grandezas.” 
“ Nesse caso dizemos que o gás sofreu uma 
transformação gasosa.” 
Equação Geral dos Gases 
“ Quando um gás passa de um estado inicial ( P1, V1, T1 ) 
para um estado final ( P2,V2,T2 ) temos: 
 Essa equação só se aplica a substâncias no 
estado gasoso. 
 A massa do gás não pode ser alterada. 
 A temperatura (T) do gás obrigatoriamente medida 
na escala Kelvin. 
 Deve ser utilizada sempre que uma massa fixa 
gasosa estiver sofrendo uma mudança em suas 
variáveis de estado P,V,T. 
2
22
1
11
T
.VP
T
.VP

2
22
1
11
T
.VP
T
.VP

Iso mesma 
térmica temperatura 
2211 V. P V. P 
( Lei de Boyle ) 
TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA T = CTE 
Para T = CTE, a pressão é inversamente proporcional ao 
volume. 
Transformação Isotérmica T = CTE 
Representação Gráfica 
P1 
P2 
V1 V2 
P 
V 0 
P 
V 0 
Isotérmas 
T3 > T2 > T1 
P1 . V1 = P2 . V2 
T3 
T2 
T1 
TRANSFORMAÇÃO ISOMÉTRICA OU 
ISOVOLUMÉTRICA OU ISOCÓRICA 
Iso mesma 
volumétrica volume 
2
22
1
11
T
.VP
T
.VP

2
2
1
1
T
P
T
P

( Lei de Charles ) 
Para V = CTE, a pressão é diretamente proporcional à 
temperatura absoluta. 
TRANSFORMAÇÃO ISOCÓRICA 
V = CTE 
Representação Gráfica 
P1 
P2 
T2 T1 TK 
P 
2
2
1
1
T
P
T
P

TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA 
P = CTE 
Iso 
bárica 
mesma 
pressão 
2
22
1
11
T
.VP
T
.VP

0 0 
2
2
1
1
T
V
T
V

Lei de Gay Lussac 
Para P = CTE, o volume é diretamente proporcional à 
temperatura 
TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA P = CTE 
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA 
V1 
V2 
T2 T1 TK 
V 
2
2
1
1
T
V
T
V

EQUAÇÃO GERAL DOS GASES PERFEITOS 
 Cada mol de qualquer substância tem sempre o 
mesmo número de partículas (NA = 6,02 . 10
23 átomos, 
moléculas ou íons) chamado Número de Avogadro. 
 A massa correspondente a 1 mol de partículas 
recebe o nome de mol (M). 
 A razão entre a massa total da substância (m) pelo 
mol (M) nos informa o número de mols (n). 
M
m
n 
 Estudando as variáveis de estado com a quantidade e 
o tipo de gás, Clapeyron verificou que: 
K . mol
 . atm
0,082R


P - atm 
V - litros 
T - Kelvin 
K . mol
J
 8,31 R 
P – N/m2 
V – m3 
T - Kelvin 
P.V = n.R.T Onde: 
TERMODINÂMICA 
Realização de Trabalho () 
 = F . d . cos  
A
F
P 
  = P. A . d . cos  
1 
 = P. V 
“O gás recebe calor do meio externo e realiza trabalho” 
 Obs: 1 atm . Litro = 100 Joules 
 Expansão gasosa:   Compressão gasosa:  
V1 
V2 
V  
 = P. (V2 – V1)  = P. V 
F 
OBSERVAÇÕES 
 Na expansão o gás realiza trabalho positivo   
 Na compressão, o gás recebe trabalho negativo   
Como as grandezas que determinam o trabalho 
termodinâmico são a pressão e o volume, podemos 
representar essa transformação por um gráfico P x V. 
 
Pressão 
P 
V1 V2 Volume 
 
Pressão 
P2 
V1 V2 Volume 
P1 
 = P. V  = área N 
ENERGIA INTERNA DE UM GÁS U 
“A Energia Interna (U) de um gás é a soma da energia 
cinética média de vibração das partículas com a Energia 
Potencial associada à configuração molecular.” 
“Quando um gás sofre uma Transformação Termodinâmica, 
é importante a determinação da variação de energia interna 
(U)” 
“Para o caso de uma gás ideal e monoatômico, a Variação 
de Energia Interna (U) corresponde a variação da energia 
cinética “(Ec): 
T .R . n
2
3
E U c 
VARIAÇÃO DA ENERGIA INTERNA U 
Nessas condições: 
“Se a temperatura aumenta” 
(U) > 0 (U) < 0 
“Se a temperatura diminui” 
“Se a temperatura é constante” 
(U) = 0 
 Como , observamos que para 
gases ideais e monoatômicos, a variação da Energia Interna 
(U) é função direta da Temperatura. 
T .R . n
2
3
E U c ΔΔΔ 
PRIMEIRO PRINCÍPIO DA TERMODINÂMICA 
Q 
U 
 
 O sistema gasoso recebe 
calor (Q) do meio externo. 
 Essa Energia (Q) pode 
variar a Energia Interna (U) 
e/ou realizar Trabalho (). 
 Pelo Princípio da 
Conservação da Energia 
temos: 
Q =  + U 
OBSERVAÇÕES 
 Na aplicação do Primeiro Princípio da 
Termodinâmica, Q =  + U devemos obedecer algumas 
condições: 
 Q ,  e U devem estar nas mesmas unidades (Joules ou 
calorias) 
 Se o gás recebe calor do meio : Q 
 Se o gás cede calor para o meio : Q 
 Trabalho realizado pelo gás (expansão) :  
 Trabalho realizado sobre o gás (compressão) :  
 Se a temperatura aumenta : U 
 Se a temperatura diminui : U 
 Se a temperatura é constante : U = 0 
CONCLUSÕES IMPORTANTES 
1º Princípio da 
Termodinâmica 
Transformação Isovolumétrica 
V = CTE  = P . V = 0 
Transformação Isotérmica 
T = CTE U = 0 
Transformação Adiabática 
não há troca de calor com o meio 
externo: Q = 0 
Q =  + U 
Q =  + U 
Q =  + U 
Q =  + U 
 = - U 
0 
0 
0 
TRANSFORMAÇÃO CÍCLICA 
 “É uma transformação gasosa onde o Estado Final 
coincide com o Estado Inicial. 
P2 
P1 
V1 V2 
Na transformação cíclica o 
gás retorna às condições 
iniciais: 
 
Ti = Tf  U = 0 
Como Q =  + U 
Temos no ciclo 
Qciclo = ciclo 
Pressão 
Volume 
 Após uma série de transformações, a última 
transformação traz o gás de volta a sua pressão, volume e 
temperatura iniciais. 
IMPORTANTE 
“O Trabalho realizado na transformação cíclica pode ser 
obtido pela área do ciclo, de acordo com seu sentido. 
P2 
P1 
V1 V2 
P 
V 
A C 
B 
Ciclo horário   
P2 
P1 
V1 V2 
P 
A 
C 
B 
Ciclo anti - horário   
0 0 V 
Nenhuma máquina térmica consegue transformar 
integralmente calor (Q) em tabalho(). 
SEGUNDO PRINCÍPIO DA TERMODINÂMICA 
“Enquanto o 1º Princípio da Termodinâmica estabelece a 
Conservação de Energia o 2º Princípio estabelece as 
condições para que as transformações termodinâmicas, 
possam ocorrer.” 
“Em relação à Transferência de Calor, o segundo princípio 
estabelece que:” 
O calor não passa expontaneamente de um corpo de menor 
temperatura (frio) para um corpo de maior temperatura 
(quente) 
“Em relação às Máquinas Térmicas, estabelece que: 
MÁQUINA TÉRMICA 
“De acordo com o 1º Princípio temos:” 
Q1 =  + Q2  = Q1 - Q2 
O rendimento () de uma máquina térmica é obtido comparando-se o 
Trabalho Realizado () por ela com a Quantidade de Calor Recebida (Q1). 
1
21
1 Q
QQ
 
Q
 


τ
 η
1
2
Q
Q
 - 1  η
Fonte 
Quente 
T1 
Motor 
Térmico 
Fonte 
Fria 
T2 
(T1 > T2) 
Q1 Q2 
 
O CLICO DE CARNOT 
“ Nicolas Carnot realizou vários estudos sobre o 
rendimento () das máquinas térmicas e idealizou um 
ciclo que proporcionaria um rendimento máximo a uma 
máquina térmica.” 
“ Esse ciclo, denominado ciclo de Carnot, é constituído de 
duas transformações isotérmicas e duas transformações 
adiabáticas, alternadas.” 
AB Expansão Isotérmica 
BC Expansão Adiabática 
CD Compressão Isotérmica 
DA Compressão Adiabática 
P 
V 
A 
B 
D 
C 
T1 
T2 
0 
O CLICO DE CARNOT 
“ Em cada ciclo de Carnot, ABCDA, as quantidades de 
calor Q1 e Q2, trocadas com as fontes quentee fria, são 
proporcionais às respectivas temperaturas das fontes 
( T1 e T2 ). 
1
2
1
2
T
T
Q
Q
 Rendimento máximo 
do ciclo de Carnot 1
2
máx
T
T
1η 
AB Expansão Isotérmica 
BC Expansão Adiabática 
CD Compressão Isotérmica 
DA Compressão Adiabática 
P 
V 
A 
B 
D 
C 
T1 
T2 
0 
OBSERVAÇÕES 
“ Os refrigeradores executam o processo inverso, ou seja, retiram 
calor da fonte fria e transferem-no para uma fonte quente. 
“ Como essa transferência não é espontânea, usam o trabalho 
mecânico de um agente externo - o compressor - que é acionado 
por um motor elétrico.” 

2Qe 
Máquina 
Frigorífica 
Q1 
(Fonte Quente) 
Q2 
(Fonte Fria) 
 
“ A eficiência do refrigerador é 
dada pela razão entre a 
quantidade de calor (Q2) retirada 
da fonte fria e o trabalho do 
compressor. 
Esquema dos refrigeradores 
Q1 =  + Q2 
Fim 
Valeu !