Aula 01 - Temperatura e Dilatação

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Física - Termologia
Cesar Henrique Cícero
cesar.henrique@souunit.com.br 
ESTES SLIDES SÃO UTILIZADOS SOMENTE PARA ORIENTAÇÃO DO PROFESSOR EM 
SALA DE AULA, EM HIPÓTESE ALGUMA, SUBSTITUEM A BIBLIOGRAFIA 
RECOMENDADA
mailto:cesar.henrique@souunit.com.br
Hoje veremos:
1. Temperatura e calor
- Temperatura e equilíbrio térmico;
- Termômetros e escalas de temperatura;
- Expansão térmica e a dilatação anômala da 
água;
Física - Termologia
Temperatura ≠ sensação de quente ou frio
http://www.youtube.com/watch?v=pkc4XbG8A0Y
Física - Temperatura
É uma propriedade (macroscópica) do material 
que caracteriza o grau de agitação das moléculas 
dentro do material. Ele interage e interfere com 
outras propriedades como a pressão e o volume 
do material PV = nRT
http://www.youtube.com/watch?v=128PPcb47sA
Física - Temperatura
Equilíbrio térmico ou lei 0 da termodinâmica
Física - Temperatura
Questão rápida
• Se dois corpos estão em equilíbrio térmico entre si, 
então:
A) suas grandezas termométricas têm igual valor;
B) suas temperaturas têm o mesmo valor;
C) a energia potencial dos dois corpos é a mesma;
D) um dos corpos é necessariamente um termômetro;
Física - Temperatura
Existem corpos que dificultam o equilíbrio térmico, tornando ele lento. Chamamos 
esses corpos de isolantes. Já os que facilitam são chamados condutores térmicos
Para que dois corpos cheguem em um equilíbrio eles devem estar isolados do 
ambiente por um isolante
Isolante
Condutor
Física - Temperatura
Escala Kelvin
Foi definido um ponto específico (ponto triplo da água) 
Física - Temperatura
Escala Kelvin
0K = - 273.15°C
TK=Tc + 273.15
Termômetro de gás se despressuriza
Linearmente em relação à 
Temperatura, se extrapolarmos 
A temperatura para o ponto em 
Que o gás possui 0 de pressão
Achamos o 0K
Física - Temperatura
Termômetros
 
 
 
 
Forma geral:
Exemplo: Fahrenheit
Celsius
 
Física - Temperatura
• A escala X de um termômetro marca 10 °X e 90 °X,
para as temperaturas de fusão (0°C) e de ebulição (100°C) 
da água, respectivamente. Determine o valor da 
temperatura na escala Celsius que corresponde ao mesmo 
valor na escala X:
A) 35°C;
B) 40°C;
C) 50°C;
D) 60°C;
Física - Temperatura
• A escala X de um termômetro marca -25 °X e 30 °X,
para as temperaturas de fusão (0°C) e de ebulição (100°C) 
da água, respectivamente. Determine o valor da 
temperatura na escala Celsius que corresponde ao valor de 
-10°X escala X:
A) 8.25°C;
B) 19.25°C;
C) 27.27°C;
D) 63.63°C;
Física - Temperatura
• 
Física - Temperatura
• 
Objetos que esquentam em geral se dilatam e 
objetos frios se contraem. As 3 formulas 
representam esse aumento e diminuição de 
tamanho, podemos analisar o comprimento (L), ou a 
área (A), ou o volume (V)
Uma bola metálica é capaz de passar de maneira 
justa através de um anel metálico. Quando 
Anette aumenta a temperatura da bola, 
entretanto, ela não mais poderá passar por ele. 
O que aconteceria se o anel, em vez da bola, 
fosse aquecido? O tamanho do buraco cresceria, 
diminuiria ou permaneceria do mesmo 
tamanho?
Física - Temperatura
Expansão térmica de buracos
Um buraco no objeto se 
expande ou comprime ao se 
aquecer?
http://www.youtube.com/watch?v=FpF_Xx5Gwuw
Física - Temperatura
Expansão térmica de buracos
Um buraco no objeto irá se 
dilatar exatamente como se 
fosse feito do material, ou 
seja o volume dentro de um 
copo se dilata exatamente 
como se o espaço dentro do 
copo fosse feito do material 
do copo
http://www.youtube.com/watch?v=FpF_Xx5Gwuw
Física - Temperatura
Quando dois materiais presos 
se dilatam de forma diferente 
um do outro ou quando a 
temperatura em uma parte 
do material é diferente de 
outra parte , esse material irá 
sofrer tensão que poderá 
quebrá-lo.
Expansão térmica de buracos
http://www.youtube.com/watch?v=mIETUy5N3x4
Física - Temperatura
A água quando esfriada geralmente ela diminui 
seu volume, porém existe uma região de 
temperatura (entre 0°C e 4°C) onde quanto mais 
a água esfria, ela se expande, e quando ela se 
esquenta, ela se contrai.
Expansão anômala da água
http://www.youtube.com/watch?v=CJkExXJC3dE
Física - Temperatura
Caso você prenda rigidamente as extremidades de 
uma barra de modo que impeça sua dilatação ou 
compressão e a seguir produza uma variação de 
temperatura, surgem tensões de dilatação ou de 
compressão chamadas de tensões térmicas.
F/A = -Y𝞪ΔT (não será cobrado)
Onde F é a força exercida pela barra, A é sua área, 𝞪 
é o coeficiente de dilatação linear, ΔT é a variação 
de temperatura e Y é o módulo de Young
Física - Temperatura
• Considere um líquido preenchendo totalmente um 
recipiente aberto. Sabe-se que o coeficiente de 
dilatação real do líquido é maior que o coeficiente de 
dilatação do frasco. Ao aquecermos o conjunto 
observamos que:
A) o líquido se derramará;
B) o nível do líquido permanecerá constante;
C) o nível do líquido diminui;
D) o líquido irá congelar;
Física - Temperatura
Uma lâmina bimetálica composta por zinco e aço está 
fixada em uma parede de forma que a barra de aço 
permanece virada para cima. O que ocorre quando a 
lâmina é resfriada?
Dado: α
ZINCO
 = 25x10 – 6 °C – 1 , α
AÇO 
= 11x10 – 6 °C – 1