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1 TEMPERATURA E CALOR A temperatura é uma grandeza física utilizada para medir o grau de agitação ou a energia cinética das moléculas de uma determinada quantidade de matéria. Quanto mais agitadas essas moléculas estiverem, maior será sua temperatura. O aparelho utilizado para fazer medidas de temperatura é o termômetro, que pode ser encontrado em três escalas: Celsius, Kelvin e Fahrenheit. A menor temperatura a que os corpos podem chegar é chamada de Zero absoluto, que corresponde a um ponto em que a agitação molecular é zero, ou seja, as moléculas ficam completamente em repouso. O calor, que também pode ser chamado de energia térmica, corresponde à energia em trânsito que se transfere de um corpo para outro em razão da diferença de temperatura. Essa transferência ocorre sempre do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura até que atinjam o equilíbrio térmico. É muito comum ouvirmos algumas expressões cotidianas associando calor a altas temperaturas. Em um dia quente, por exemplo, usa-se a expressão “Hoje está calor!”. Porém, corpos com baixas temperaturas também possuem calor, só que em menor quantidade. Isso quer dizer apenas que a agitação das moléculas é menor em corpos “frios”. A unidade de medida mais utilizada para o calor é a caloria (cal). A propagação de calor pode ocorrer de três maneiras: por condução, convecção e irradiação. CONDUÇÃO: é o processo de transferência de calor por contato direto entre os corpos, em que a energia é transferida de partícula a partícula, desde o corpo que está em contato com a fonte quente (de maior temperatura) até o corpo que está na região mais fria (de menor temperatura). Portanto, a condução depende do meio material. VARIÁVEIS QUE INFLUENCIAM A CONDUÇÃO: - TIPO DE MATERIAL: condutores térmicos e isolantes térmicos; - ÁREA DE CONTATO - INTERVALO DE TEMPO - DIFERENÇA DE TEMPERATURA - ESPESSURA CONVECCÇÃO: é o processo em que a energia é transferida pelo movimento do fluido (líquido ou gás) provocado pela diferença de temperatura. O fluxo formado é denominado corrente de convecção. IRRADIAÇÃO: é o processo em que a energia é transferida por radiação eletromagnética. A irradiação ocorre mesmo na ausência de meio material, ou seja, no vácuo. Atividades 1. Assinale a alternativa que define de forma correta o que é temperatura: (a) É a energia que se transmite de um corpo a outro em virtude de uma diferença de temperatura. (b) Uma grandeza associada ao grau de agitação das partículas que compõe um corpo, quanto mais agitadas as partículas de um corpo, menor será sua temperatura. (c) Energia térmica em trânsito. (d) É uma forma de calor. (e) Uma grandeza associada ao grau de agitação das partículas que compõe um corpo, quanto mais agitadas as partículas de um corpo, maior será sua temperatura. 2. Assinale a alternativa que define corretamente calor. (a) Trata-se de um sinônimo de temperatura em um sistema. (b) É uma forma de energia contida nos sistemas. 2 (c) É uma energia de trânsito, de um sistema a outro, devido à diferença de temperatura entre eles. (d) É uma forma de energia superabundante nos corpos quentes. (e) É uma forma de energia em trânsito, do corpo mais frio para o mais quente. 3. Têm-se dois corpos, com a mesma quantidade de água, um aluminizado A e outro negro N, que ficam expostos ao sol durante uma hora. Sendo inicialmente as temperaturas iguais, é mais provável que ocorra o seguinte: (a) Ao fim de uma hora não se pode dizer qual temperatura é maior. (b) As temperaturas são sempre iguais em qualquer instante. (c) Após uma hora a temperatura de N é maior que a de A. (d) De início a temperatura de A decresce (devido à reflexão) e a de N aumenta. (e) As temperaturas de N e de A decrescem (devido à evaporação) e depois crescem. 4. Entre os processos de transferência de calor, há um processo que ocorre exclusivamente em fluidos, por meio da movimentação de massas e em razão de uma diferença de densidade. Tal processo é chamado de: a) condução. b) calefação. c) dissolução. d) radiação. e) convecção. 5. Assinale entre as alternativas a seguir aquela que apresenta a grandeza física que mede a quantidade de calor por unidade de massa para promover a mudança de estado físico de uma substância. a) Calor específico b) Capacidade térmica c) Calor latente específico d) Coeficiente de condutividade térmica 6. Quando tocamos em objetos metálicos que se encontram em temperatura ambiente, eles nos parecem mais frios que os demais objetos ao redor. Essa característica se deve ao fato de: a) metais apresentarem alta capacidade térmica. b) metais serem bons condutores de calor. c) metais serem isolantes de calor. d) metais apresentarem alto calor específico. 7. Considere as afirmações a seguir: I. Quando dois corpos estão em equilíbrio térmico, ambos possuem a mesma quantidade de calor. II. Quando dois corpos estão em equilíbrio térmico, ambos possuem a mesma temperatura. III. Calor é transferência de temperatura de um corpo para outro. IV. Calor é uma forma de energia em trânsito Das afirmações acima, pode-se dizer que: a) I, II, III e IV são corretas b) I, II, III são corretas c) I, II e IV são corretas d) II e IV são corretas e) II e III são corretas 8. O fato de o calor passar de um corpo para outro deve-se a: a) quantidade de calor existente em cada um. b) diferença de temperatura entre eles. c) energia cinética total de suas moléculas. d) o número de calorias existentes em cada um. e) nada do que se afirmou acima é verdadeiro. 9. Para que dois corpos possam trocar calor é necessário que: I – Estejam a diferentes temperaturas. II – tenham massas diferentes. III – exista um meio condutor de calor entre eles. Dessas afirmações, é (são) correta(s)? a) apenas a I. b) apenas a II. c) apenas a I e a II. d) apenas a I e a III. e) todas. 10. Como chamamos a transferência de calor de um corpo quente para um corpo frio, até que os dois estejam na mesma temperatura? a) Dilatação térmica. b) Equilíbrio térmico. c) Sensação térmica. d) Energia térmica QUESTIONÁRIO 11. O que é Calor? 12. Diferencie calor de temperatura. 13. Quando o corre o equilíbrio térmico? 14. Quais são as formas de propagação ou transmissão, de calor? 15. Explique a condução térmica. 16. Como se comportam as moléculas de uma substância em razão da temperatura? 17. Quais são as principais unidades de medida da temperatura? 18. Quais são as diferenças de pontos de fusão e ebulição das escalas termométricas? 19. O que é calorimetria?