Termologia

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09/07/2013
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Termologia
Termologia
• Vem do Grego thermé que significa calor;
• Parte da física que estuda o calor;
Século VI a.c (gregos)
• O que é o calor?
• O que muda dentro de um corpo quando ele esquenta ou
resfria?
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Termologia
Teoria do calórico
• O calor é um fluido (líquido e gases) invisível muito leve
que pode passar de um corpo para outro;
• Corpo quente - possui muito calórico;
• Corpo frio – possui pouco calórico;
Teoria Cinética
• O calor resulta de um movimento vibratório das
partículas de um corpo;
• Quando há um aumento dessas vibrações, o corpo
esquenta. Quando há uma diminuição, o corpo esfria;
Termologia
Perspectiva macroscópica
• Aborda aspectos globais dos corpos perceptíveis aos
nossos sentidos;
Ex.: Volume ocupado, temperatura1..
Perspectiva microscópica
• Aborda aspectos não perceptíveis aos nossos sentidos;
Exs: vibração entre as moléculas, interaçaos entre
átomos 1
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Termologia
• A matéria é formada por átomos que em conjunto
formam as moléculas; Ex: água – H2O
• o movimento das moléculas é denominado agitação
térmica;
• energia térmica – energia associada ao movimento das
moléculas (energia cinética total);
• energia potencial – energia devido a interação entre os
átomos;
• energia interna de um corpo – é a soma da energia
térmica mais a energia potencial;
Temperatura
• É uma propriedade que identifica o quão quente ou frio
está um corpo;
• Está relacionada com a energia interna do corpo;
• Se aumenta a temperatura de um corpo, aumenta sua
energia interna;
• Se diminuia a temperatura de um corpo, diminui sua
energia interna;
* A temperatura é uma medida da energia interna de um
corpo;
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Equilíbrio Térmico
• Considere um béquer com H2O quente a temperatuta T1,
um outro com H2O fria a temperatura T2 e um terceiro
béquer vazio;
• No béquer vazio adiciona-se uma quantidade de H2O
quente e uma quantidade de H2O fria; Após certo tempo
observa-se que a mistura atinge uma temperatura
intermediária entre T1 e T2, o equilíbrio térmico;
H2O quente H2O fria
H2O quente 
+
H2O fria
Calor
• A água quente (maior energia) cede energia a água fria;
• Essa transferência de energia de um corpo para outro
em virtude da diferença de temperatura entre eles é
denominada calor;
H2O quente H2O fria
Calor
Transferência
de 
energia
* Calor é a energia em trânsito
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Medindo a Temperatura
• O termometro é o aparelho utilizado para medir a
temperatura de um corpo;
• Eles se baseiam nas mudanças das propriedades físicas
dos materiais com a mudança da temperatura;
Ex: volume, resistência elétrica, pressão
Medindo a Temperatura
• Num termômetro a grandeza que varia com a
temperatura é denominada grandeza termométrica;
Ex: Termômetro de mercúrio – a grandeza termométrica é
a variação do volume do mercúrio;
• Se baseia na dilatação do mercúrio que ao entrar em
contato com o corpo ou o ambiente, entra em equilíbrio
térmico;
• Se aumenta a temperatura, o mercúrio se dilata;
• Se diminui a temperatura, o mercúrio se contrai;
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Escalas de Temperatura
• Os termômetros possuem escalas graduadas as quais
se atribuem números;
Ex: escala Celsius, escala Fahrenheit e escala Kelvin
• Nessas escalas são escolhidos dois pontos nos quais a
temperatura seja invariável. Esses pontos são
denominados pontos fixos;
• Ponto do gelo θG (fusão do gelo) a pressão normal;
• Ponto do vapor θV (ebulição da água) a pressão normal;
Escala Celsius e escala Fahrenheit
• A escala Celsius criada pelo sueco Anders Celsius que
se baseou no fato de que a água muda de estado físico na
mesma temperatura para uma dada pressão;
• é dividida em 100 partes iguais sendo θG = 0°C e θV =
100°C; (°C – grau Celsius)
• A escala Fahrenheit criada pelo alemão Daniel Gabriel
Fahrenheit que se baseou na temperatura média
aproximada do corpo humano a qual associou o valor 100
em sua escala;
• A escala Fahrenheit é dividida em 180 partes iguais com
θG = 32°F e θV = 212°F; (°F – grau Fahrenheit)
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Relação entre as escalas Celsius e Fahrenheit
Na relação entre as
escalas, a proporção
x/y =constante;
Sendo assim,
180
32
100
FC −
=
θθ
9
32
5
FC −
=
θθ
Simplificando,
)32(
9
5
F C −= θθ
Assim temos que,
e 32
5
9
C F += θθ
Escala Absoluta Kelvin
• Na escala Kelvin a temperatura é medida pela agitação
térmica;
•Utiliza como limite inferior de temperatura, o zero
absoluto;
• Ele corresponde a menor teperatura que qualquer coisa
pode alcançar;
100
273
100
C −
=
Tθ
273C += θT
Assim temos que,
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Função Termométrica 
• É uma função de 1º grau que relaciona os valores da
grandeza termométrica (altura, pressão, volume1) com
os respectivos valores de temperatura;
Ex: grandeza termométrica altura da coluna. Qual a função
termométrica?
10025
5,0 θ
=
−
=
h
b
a
)5,0(4 −= hθ
Então,
1) Numa escala arbitrária E, o zero corresponde a -10 °C e a indicação 100 °E 
corresponde a 40 °C. Determine:
a) a fórmula de conversão entre as indicações da escala E e da escala Celsius;
b) as leituras que, na escala E, correspondem ao ponto do gelo e ao ponto do vapor;
c) as indicações cujos valores absolutos coincidem nas escalas E e Celsius.
2) Para medir a febre de um paciente, um estudante de medicina criou sua própria
escala linear de temperaturas. Nessa nova escala, os valores de 0 (zero) e 10 (dez)
correspondem respectivamente a 37 °C e 40 °C. A temperatura de mesmo valor
numérico em ambas as escalas é aproximadamente:
a) 52,9 °C b) 28,5 °C c) 74,3 °C d) -8,5 °C e) -28,5 °C
3) Numa cidade onde a pressão atmosférica vale 1 atm, a coluna de mercúrio de um
termômetro apresenta altura de 4cm, quando em equilíbrio térmico com a água em
ebulição. A altura da coluna de mercúrio quando a indicação do termômetro é de
30 °C é em cm:
a) 3 b) 4 c) 7 d) 11 e) 17
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