Resumo cap de Temperatura

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Resumo Capitulo 17 
 
17.1 Temperatura E Equilíbrio 
Térmico. 
Temperatura está associada a 
energia térmica das molécula de um material 
Equilíbrio térmico - Estado que não existe 
nenhuma variação de temperatura. 
Isolante ideal - Impede interação entre 
sistemas 
A LEI ZERO DA TERMODINAMICA 
Dado 3 sistemas (A, B, C), quando C 
está em equilíbrio térmico com A e com B, 
então A está em equilíbrio térmico com B. 
Dois sistemas estão em equilíbrio térmico ↔ 
eles possuem a mesma temperatura. 
17.2 Termômetro E Escalas De 
Temperatura 
Um termômetro mede a própria 
temperatura, quando ele está em equilíbrio 
térmico com um sistema, ele mede a tem 
temperatura do sistema porque ela é igual a 
sua. 
Escala Celsius de Temperatura (Escala 
centígrada) - zero marca ponto de 
congelamento, cem marca ebulição da água. 
Outro tipo de termômetro é a Lâmina 
bimetálica, dois metais ligados e expostos a 
uma variação de temperatura. São colocados 
em forma de espiral, a lamina interna ligada 
a um ponteiro e a externa a caixa do espiral. 
Um termômetro de resistência pode ser 
medido pelo valor da variação da resistência 
elétrica, muito preciso. 
 
Termômetro de testa ou termômetro 
infravermelho - mede através da emissão de 
ondas infravermelhas. 
 
𝑇𝑓 =
9
5
𝑇𝑐 + 32 
17.3 Termômetro De Gás E 
Escala Kelvin De Temperatura 
Escala kelvin de temperatura - zero da 
escala(-273,15) é impossível de ser 
alcançado. 
𝑇𝑘 = 𝑇𝑐 + 273,15 
Um Intervalo qualquer de temperatura é 
igual em 2 escalas diferentes 
𝑇1
𝑇2
=
𝑃1
𝑃2
 
(Termômetro de gás a volume constante, 
Tem kelvins) 
𝑇 = 𝑇𝑡𝑟𝑖𝑝𝑙𝑜 
𝑃
𝑃𝑡𝑟𝑖𝑝𝑙𝑜
= (273,16)
𝑃
𝑃𝑡𝑟𝑖𝑝𝑙𝑜
 
No zero absoluto um sistema possui 
um valor mínimo para a energia total. 
17.4 Expansão Térmica 
Quando submetido a altas temperatura os 
materiais se dilatam. 
 DILATAÇÃO LINEAR 
∆𝐿 = 𝛼𝐿0∆𝑇 
𝐿 = 𝐿0 + ∆𝐿 = 𝐿0 + 𝛼𝐿0∆𝑇 = (1 + αΔT ) 
( α - Coeficiente de dilatação linear (𝐾−1) ) 
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A medida que a energia aumenta, a distância 
entre os átomos aumenta 
DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA 
O aumento da temperatura produz aumento 
no volume 
∆𝑉 = 𝛽𝑉0∆𝑇 
( 𝛽 - Coeficiente de dilatação volumétrica 
(𝐾−1) ) 
𝛽 = 3𝛼 
Transbordo = diferença da dilatação 
volumétrica dos 2 materiais. 
 
DILATAÇÃO TÉRMICA DA ÁGUA 
A partir de 4 °C a agua se expande 
quando aquecida (maior densidade a 4 °C) 
também se expande quando congela. 
 
TENSÃO TÉRMICA 
Caso você prenda as extremidades de um 
material e o aqueça, surgem tensões 
térmicas. 
(
∆𝐿
𝐿0
)
𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎
= 𝛼∆𝐿 
 
(
∆𝐿
𝐿0
)
𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜
=
𝐹
𝐴𝛾
 
 
(
∆𝐿
𝐿0
)
𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎
+ (
∆𝐿
𝐿0
)
𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜
= 𝛼∆𝐿 +
𝐹
𝐴𝛾
= 0 
(Como o comprimento deve ser constante, a 
variação do comprimento deve ser igual a 0) 
𝐹
𝐴
= −𝛾𝛼∆𝑇 
(Tensão térmica) 
Matérias podem quebrar devido a tensão 
térmica, por exemplo, jogar agua muito 
quente em um vidro, as tensões térmicas 
entre as partes quente e frias excedem a 
tensão de ruptura. 
O sinal de negativo indica que é necessária 
uma tensão de compressão em vez de tração 
 
17.5 Quantidade De Calor 
Transferência ou fluxo de calor – troca de 
energia entre dois sistemas (na forma de 
calor). 
O aumento de temperatura é 
proporcional ao trabalho realizado 
1 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑎 = 4186 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠 
Calor específico 
𝑄 = 𝑚𝑐∆𝑇 
(Calor necessário para variação de 
temperatura de uma massa m) 
𝑐 = 
1
𝑚
𝜕𝑄
𝜕𝑇
 
𝑄(𝑜𝑢 𝜕𝑄) e ∆𝑇(𝑜𝑢 𝜕𝑇) podem ser 
positivos ou negativos, quando esses valores 
são positivos, o calor é transferido para o 
corpo e sua temperatura aumenta, quando 
negativos, o calor libertado pelo corpo e sua 
temperatura diminui. 
Calor é uma energia em trânsito. 
O calor especifico de um material 
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depende até certo ponto da temperatura 
inicial e do intervalo de temperatura. 
Calor especifico Molar 
𝑚 = 𝑛𝑀 
𝑄 = 𝑛𝑀𝑐∆𝑇 
𝑄 = 𝑛𝐶∆𝑇𝑄 
(Calor necessário para variação de 
temperatura de n moles) 
𝐶 = 
1
𝑛
 
𝑑𝑄
𝑑𝑇
 
17.6 Transições De Fase 
Transições de fase – também há 
transferência de calor 
Fase-qualquer estado especifico da matéria 
Calor de fusão- calor necessário por unidade 
de massa (calor latente de fusão) 
𝑄 = 𝑚. 𝐿𝑓 
 𝑄 = ±𝑚𝐿 
Q negativo -> retirando calor 
Q positivo -> adicionando calor 
Quando a pressão é constante, temperatura 
de fusão é igual a temperatura de liquefação. 
Equilíbrio de fase ->temperatura em que 2 
fases coincidem 
𝐿𝑣 = 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑖𝑧𝑎çã𝑜 
(Depende da pressão) 
↑ 𝑎𝑙𝑡𝑖𝑡𝑢𝑑𝑒 ↓ 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 ↓ 𝑡𝑒𝑚𝑝. 𝑒𝑏𝑢𝑙𝑖çã𝑜 
 
 
Á água pura pode ser resfriada 
abaixo do ponto de 
congelamento(super-resfriado) qualquer 
perturbação do meio muda o estado. 
17.7 Mecanismos De 
Transferência De Calor 
Condução - interior de um corpo ou dois 
corpos em contato 
Convecção - depende do movimento da 
massa de uma região para outra 
Radiação - radiação eletromagnética 
Condução - Colisão entre átomos 
transmitem parte da energia 
a) 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
 
Dobrar área, calor dobra. 
 
c) 
 
 
 
 
Dobrar comprimento, calor diminui para 
Resumo Capitulo 17 
metade. 
A transferência de calor só ocorre em 
temperaturas diferentes, da maior para a 
menor 
Metais libertam elétrons livres (transferem 
energia) 
𝐻 =
𝜕𝑄
𝜕𝑡
= 𝑘𝐴
(𝑇ℎ − 𝑇𝐶)
𝐿
 
(Transferência de calor na condução(Watts) 
K (W/m .K)) 
(𝑇ℎ−𝑇𝐶)
𝐿
 É a diferença de temperatura por 
unidade de comprimento, denominada 
gradiente de temperatura. Depende do 
material, k’s elevados significam que o 
matéria é um bom condutor. 
𝐻 =
𝜕𝑄
𝜕𝑡
= 𝑘𝐴
𝜕𝑇
𝜕𝑥
 
 
𝐻 = 𝐴
(𝑇ℎ − 𝑇𝐶)
𝑅
 
𝑅 =
𝐿
𝑘
 
(R - Resistencia térmica (𝑚2. 𝐾/𝑊)) 
Convecção- transferência de calor gerada 
pelo movimento de duas massa em um 
fluido 
Convecção forçada- gerada por uma bomba 
ou ventilador 
Convecção natural ou livre – gerada pela 
diferença de densidade 
Não existem equações. Mas: 
1-a taxa de transferência por convecção é 
diretamente proporcional a área de 
superfície 
2-a viscosidade do fluido retarda o 
movimento de convecção natural, gerando 
uma película, a convecção forçada diminui 
essa película. 
3-a taxa de transferência é 
aproximadamente proporcional a potência 
de 5/4 da diferença de temperatura entre 
superfície e um ponto do seio do fluido. 
Radiação – calor via nos eletromagnéticas, 
calor propaga via radiação 
𝐻 = 𝐴𝑒𝜎𝑇4 
e = emissividade (0~1) razão entre o h real e 
um h ideal. 
Radiação e absorção 
𝐻𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐴𝑒𝜎𝑇
4 − 𝐴𝑒𝜎𝑇𝑠
4 = 𝐴𝑒𝜎(𝑇𝑠
4) 
H positivo -> para fora do corpo.