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17/05/2019
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Curso de Bacharel em Engenharia
Física Experimental II CCE0848
D.Sc. Rosemberg G. da Cruz 
1º Semestre/2019 
Unidade 5 – Introdução termodinâmica
5.1 Conceito de Temperatura
5.2 Lei zero da Termodinâmica
5.3 Termômetros e escalas de Temperatura
5.4 Dilatação Térmica
�O valor da temperatura está associado ao nível e agitação das partículas
do material;
�Essas partículas estão dispostas em um arranjo espacial característico;
�Dependendo deste nível de agitação as partículas permanecem mais
próximas ou mais afastadas caracterizando estados físicos distintos;
�Grandeza fundamental, medida em Kelvin (K) no SI, cujo limite inferior é
0K (zero absoluto) nesta escala.
5.1. Conceito de temperatura
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
Profº. D.Sc. Rosemberg G. da Cruz
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� Exemplos 1: A água presente no polo norte;
� Exemplos 2: A água presente numa caldeira;
5.1. Conceito de temperatura
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
Profº. D.Sc. Rosemberg G. da Cruz
� Dois corpos em contato físico estão em equilíbrio térmico quando o fluxo
líquido de energia entre eles é nulo;
�Quando isso acontece, a temperatura dos dois corpos é a mesma;
�O equilíbrio térmico é uma tendência natural ou espontânea;
5.2 Equilíbrio térmico/Lei zero da Termodinâmica
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
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QA = -QB
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� Se os corpos A e B estiverem separadamente em equilíbrio térmico com
um terceiro corpo C, então A e B estão em equilíbrio térmico entre si;
�Esta lei (ou princípio) é que nos possibilita medir temperaturas com auxílio
de um termômetro.
�Quando queremos saber se dois corpos estão em equilíbrio térmico entre
si podemos constatar isto verificando se ambos estão em equilíbrio térmico
com um terceiro.
�Este terceiro corpo pode ser, então, o termômetro.
5.2 Equilíbrio térmico/Lei zero da Termodinâmica
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
Profº. D.Sc. Rosemberg G. da Cruz
QA + QB +QC =0
� Termômetros são instrumentos utilizados para medir a temperatura dos
corpos.
� Para se construir um termômetro necessita-se de uma substância e de
uma grandeza física (pressão,volume, resistência elétrica,...), que varie
com a temperatura.
� À substância utilizada na construção de um termômetro dá-se o nome de
substância termométrica e à grandeza física dessa substância, que varia
com a temperatura, grandeza termométrica;
5.3 Termômetros e escalas de Temperatura
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
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� Termômetro é dividido em bulbo, capilar, câmara de contração, haste e
câmara de expansão;
� Bulbo - Reservatório que armazena o líquido termométrico, devendo estar
totalmente cheio à temperatura ambiente, sem conter qualquer bolha de gás.
� Haste - Constitui o corpo principal do termômetro e envolve o capilar;
� Câmara de Contração - É formada por um alargamento do capilar entre o
bulbo e o início da escala. Serve para prevenir que o líquido termométrico
rotineiramente contraia inteiramente para dentro do bulbo, podendo gerar
bolhas de ar na coluna do líquido termométrico dento do capilar;
5.1- Termômetros e escalas de Temperatura
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
Profº. D.Sc. Rosemberg G. da Cruz
� Câmara de Expansão - Alargamento do furo capilar após a escala (no topo do
termômetro), que serve para evitar a deformação ou a quebra por explosão do
termômetro em decorrência de sobre-pressão, caso ocorra um aquecimento
acima da faixa do termômetro;
� Escala Principal: Escala com graduação em unidades de temperatura, cobrindo
a faixa de temperatura em que o termômetro opera;
� Os principais líquidos utilizados são:
� Tolueno (-80 à 100°C),
� Mercúrio (-35 à 550°C),
� Álcool (-100 a 70°C), e outros.
5.1- Termômetros e escalas de Temperatura
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� As principais escalas de temperatura são:
� Escala termométrica Celsius (centígrada)
� Nomeado em homenagem ao cientista sueco Anders Celsius
(1701-1744), a escala se tornou o padrão internacional.
� A escala é “centesimal”, isto é, dividida em 100 partes iguais,
cada uma denominada grau centígrado ou grau Celsius
(símbolo: ºC).
� O valor 0 é convencionalmente atribuído à temperatura de fusão
do gelo e o valor 100 à temperatura da água fervente, ambos à
pressão atmosférica ao nível do mar.
5.1- Termômetros e escalas de Temperatura
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
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� Escala termométrica Fahrenheit
� Nomeado após o cientista Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736).
� Agora usado principalmente nos Estados Unidos e (mas não mais oficialmente) 
no Reino Unido.
� A escala é dividida em 180 partes iguais, cada uma chamada grau Fahrenheit 
(símbolo: ºF).
� O valor 32 é atribuído à temperatura do gelo e o valor 212 à temperatura da 
água fervente, ambas à pressão atmosférica ao nível do mar.
5.1- Termômetros e escalas de Temperatura
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
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� Escala termométrica absoluta(Kelvin)
� Desenvolvido pelo cientista britânico Lord Kelvin (1824-1907), um pioneiro da 
termodinâmica.
� Zero graus Kelvin – também conhecido como “zero absoluto” – representa a 
temperatura mais baixa possível de acordo com a teoria termodinâmica. 
� É igual a -273,16 graus centígrados.
5.1- Termômetros e escalas de Temperatura
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
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�A temperatura é quantificada nas escalas Celsius [ºC], Fahrenheit
[ºF] e Kelvin se relacionam segundo a expressão:
5.1- Termômetros e escalas de Temperatura
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
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� Dilatação térmica é o nome que se dá ao aumento do volume de um corpo
ocasionado pelo aumento de sua temperatura, o que causa o aumento no grau
de agitação de suas moléculas e, consequentemente, aumento na distância
média entre as mesmas.
� A dilatação ocorre de forma mais significativa nos gases, de forma intermediária
nos líquidos e de forma menos explícita nos sólidos;
� A dilatação é proporcional ao aumento de temperatura, mas não é a mesma
para diferentes materiais, ou seja, mesmo para uma mesma variação de
temperatura, a dilatação dos corpos não será a mesma para diferentes
materiais, pois cada um tem um coeficiente de dilatação característico.
5.4 Dilatação Térmica
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
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5.4.1 Dilatação linear
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
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Figura – Dilatação linear de uma barra metálica 
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5.4.1 Dilatação linear
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5.4.1 Dilatação superficial
Unidade 5 – Introdução a termodinâmica
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D.Sc. Rosemberg Gomes da Cruz
Obrigado pela atenção!