APRESENTACAO DA AULA 9
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APRESENTACAO DA AULA 9

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BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA
9: Temperatura e Calor

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Temperatura e Calor
Temperatura
Temperatura	\uf0e0	conceito criado para descrever o \u201cquente\u201d e o \u201cfrio\u201d

			Escalas! (baseadas em propriedades de materiais ao aquecer/esfriar)
	escalas:	 kelvin (K)			 celsius ( oC)

			zero \u2013 ligado à uma 		zero \u2013 ponto de
		 condição fundamental		 fusão da água
 da natureza (zero absoluto)
 T = 0 V = 0
Temperatura: associada à energia mecânica contida em nível microscópico (atômico/molecular)
http://blogs.diariodepernambuco.com.br/esportes/wp-content/uploads/2008/08/relogio-atomico.jpg 	http://skat.ihmc.us/rid=1JCJLQHYT-7LDDMS-1723/termometro.jpg
Átomos frios

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Temperatura e Calor
Estados físicos e agitação molecular
 Gasoso			 Líquido			 Sólido
energia cinética
+
interação
vibração
Temperatura: medida indireta da energia mecânica a nível microscópico
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/55/GABA_3D_ball.png
moléculas grandes

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Temperatura e Calor
Calor
Quantificação de energia térmica: CALOR	(energia contida nas moléculas)
(mecânica microscópica)
Q
Capacidade Térmica: quantidade de calor que um corpo é capaz de conter
			\uf0e0 conteúdo de energia armazenada
Indicação da quantidade de energia acumulada em um corpo ao variar 1 K
					 \u394T (1 K) = ?

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T2

T1

 T2

T2
Temperatura e Calor
Condução Térmica

T1
T1 > T2
sólido		 gás		 sólido

T1

T2

T1
sólido		 sólido		 sólido
T1 > T2

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Temperatura e Calor
Condutividade
Material (condutividade)

Condutores: conduzem melhor (exemplo: metais)

Isolantes: condutores piores (exemplo: cerâmicas)

Unidades:

unidade de ENERGIA!

Unidade de calor: joule (J) \uf0e0 calorias (cal) \u2248 4,2 J

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Temperatura e Calor
Transferências de calor
Máquinas a Vapor							Geração de Calor (atrito)
Transformação de energia mecânica microscópica (calor) em macroscópica (movimento, trabalho)
Transformação de energia mecânica macroscópica (movimento, trabalho) em microscópica (calor)
Adaptado de: http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincena3/imagenes/maquina_vapor.jpg

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Temperatura e Calor
Radiação
cargas vibrando \uf0e0 campos eletromagnéticos \uf0e0 ondas eletromagnéticas

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	Construir um termômetro é uma excelente forma de observar a natureza da condução do calor.
	Para isso será preciso: uma garrafa PET (1 litro), massa de modelar, canudo transparente, água*, caneta para plástico.

Após completar a garrafa com água, separe uma tira de 20 cm de comprimento, 4 cm de largura e alguns milímetros de espessura de massa de modelar. Enrola-se a massa ao redor do canudo (aproximadamente 5 cm de uma das pontas). A massa fará o papel de vedação, de modo que precisa ter o mesmo diâmetro que a parte interna do gargalo da garrafa. Coloque o canudo na garrafa e vede bem com a massa de modelar, evitando bolhas de ar na parte interna da garrafa, e tal que uma ponta do canudo fique completamente submersa. Além disso, a quantidade de água deve ser tal que, com a garrafa completamente cheia, a água no canudo fique acima do nível da boca da garrafa.

Isso feito, o termômetro está pronto. Com a caneta, deve ser feita uma marcação no canudo, na altura do nível da água. Deixando a garrafa exposta a uma fonte de calor (ex: sol) durante algum tempo, será possível notar que o nível da água dentro do canudo subirá.
Com a água perto da ponta superior do canudo, a garrafa deve ir para longe do calor e deve-se fazer uma marca no nível da água, fazendo novas marcas a cada número de minutos (ex: 2 min ou 3 min, por aproximadamente 20 min).
Feito isso, pode-se discutir com os alunos:
- o que acontece no experimento? Foi criada uma escala?
- qual a relação da observação com o estabelecimento de uma escala de temperatura?
- o que acontece microscopicamente? E macroscopicamente?
 e com relação ao Sol? Como o calor veio dele até o sistema atmosfera+termômetro?

http://educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/construindo-um-termometro.htm
* (pode ser feito com álcool também, mas com muito cuidado, e deve-se usar fontes de calor mais brandas!)
Temperatura e Calor
Atividade \u2013 Termômetro, escalas e transporte de calor

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