TEMPERATURA E ESTADO FÍSICO

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TEMPERATURA E ESTADO FÍSICO
Quando a temperatura de um sólido aumenta suficientemente, a energia cinética de suas moléculas aumenta tanto que vence as forças de atração e faz com que essas moléculas abandonem as posições fixas que ocupavam, fazendo com que o sólido passe para a fase líquida.
Continuando a aumentar a temperatura dessas substâncias, a agitação das moléculas aumenta até vencer totalmente as forças de atração, e as moléculas passam a se mover com grande facilidade, atingindo a fase gasosa.
Se a temperatura diminuir, os fenômenos acontecerão no sentido inverso, a agitação das moléculas diminuirá e a substância passa da fase gasosa líquida e depois à fase sólida.
A passagem do estado sólido para o estado líquido, é chamada de fusão; do estado líquido para o sólido, solidificação; do estado líquido para o gasoso, vaporização; da fase gasosa para a fase líquida, condensação ou liquefação; e a passagem direta do estado sólido para o estado gasoso ou vice-versa, sublimação. Os fenômenos de fusão e de vaporização acontecem sempre devido ao recebimento de calor, enquanto a solidificação e a liquefação ocorrem devido à perda de calor.
A vaporização pode ocorrer de duas formas: evaporação e ebulição. A evaporação é a passagem de uma substancia líquida para a fase gasosa quando o fenômeno acontece de forma lenta e apenas na superfície do líquido, podendo ocorrer em qualquer temperatura. As partículas da superfície do líquido que apresentarem uma energia de agitação um pouco maior do que as outras, encontram grande facilidade em abandonas o líquido e passar para o estado gasoso.
Já ebulição, é o nome que se dá à passagem de uma substância da fase líquida para a gasosa, quando o fenômeno se processa de uma maneira agitada em todo o líquido (água em um recipiente sendo aquecido no fogo).
Transmissão de Calor 
A propagação do calor efetua-se por três modos diferentes: condução, convecção e irradiação. 
Para os três modos de propagação, definimos a grandeza fluxo de calor . 
Seja S uma superfície localizada na região onde ocorre a propagação de calor. O fluxo de calor através da superfície S é dado pela relação entre a quantidade de calor Q que atravessa a superfície e o intervalo de tempo t decorrido. 
As unidades usuais de fluxo de calor são cal/s e kcal/s. Como é energia, podemos também usar a unidade watt (W), que corresponde ao joule por segundo (J/s). 
CONDUÇÃO 
É o processo de transmissão de calor pelo qual a energia passa de molécula para molécula sem que elas sejam deslocadas. Exemplo: aquecendo-se a extremidade de uma barra metálica, as moléculas passam a vibrar com maior intensidade, transmitindo essa energia adicional às moléculas mais próximas, que também passam a vibrar mais intensamente e assim sucessivamente até alcançar a outra extremidade. 
Os metais, por exemplo, são bons condutores e outras substâncias, como a cortiça, o ar, a madeira, o gelo, a lã, o algodão, etc., são isolantes térmicos. 
Nos líquidos e nos gases, a condução térmica é baixa. Por esse motivo é que os gases são utilizados como isolantes térmicos. 
Lei da Condução Térmica 
Considere dois ambientes a temperaturas 1 e 2, tais que 2 > 1, separados por uma parede de área A e espessura e (figura abaixo) 
A experiência mostra que: 
Em regime estacionário, o fluxo de calor por condução num material homogêneo é diretamente proporcional à área da seção.
transversal atravessada e à diferença de temperatura entre os extremos, e inversamente proporcional à espessura da camada considerada. 
Esse enunciado é conhecido como lei Fourier, expressa pela equação: 
A constante de proporcionalidade K depende da natureza, sendo denominada, coeficiente de condutibilidade térmica. Seu valor é elevado para os bons condutores, como os metais, e baixo para os isolantes térmicos. 
Exemplos: 
Prata: 0,99cal/s . cm . ºC 
Alumínio: 0,50cal/s . cm . ºC 
Ferro: 0,16cal/s . cm . ºC 
Água: 0,0014cal/s . cm . ºC 
Lã: 0,000086cal/s . cm . ºC 
Ar seco: 0,000061cal/s . cm . ºC
CONDUÇÃO CONVECÇÃO E IRRADIAÇÃO
1) Condução
Ex.: aquecimento de uma colher de metal.
Processo de transmissão de calor no qual a energia é passada de partícula para partícula. Uma partícula com temperatura maior (mais agitada) transfere energia para a partícula vizinha que passa a vibrar mais intensamente; esta energia para outra partícula, que transfere para outra, e assim sucessivamente. A condução de calor exige um meio material, logo, não pode ser no vácuo.
2) Convecção
A convecção é o processo de transmissão de energia que se dá através de movimentação de massa fluidas. Não é possível ocorrer convecção no vácuo. Pode ocorrer com líquidos e gases.
Ex.: aquecimento de água.
3) Radiação (ou Irradiação)
Processo de transmissão de calor através ondas eletromagnéticas (ondas de calor). Trata-se da única forma de propagação de calor que pode ocorrer tanto no vácuo quanto em outros meios. Alguns materiais não permitem propagação de calor, os chamados atérmicos (parede de tijolo). Já os meios que permitem a radiação são chamados diatérmicos.
Ex.: energia solar, que se propaga no vácuo até atingir a atmosfera e chegar até nós.
Garrafa Térmica
A tampa impede a convecção. A parede dupla de vidro impede a condução (o vidro é mau condutor) e a convecção. O vácuo entre as paredes de vidro impede a condução. O vidro espelhado impede a radiação.
Obs.:
- Em certos dias, verifica-se o fenômeno de inversão térmica, que causa aumento de poluição, pelo de a atmosfera apresentar maior estabilidade. Esta ocorrência é devida ao seguinte fato: as camadas superiores de ar atmosférico têm temperatura superior à das camadas inferiores.
- Para entrar num forno quente, deve-se entrar com uma roupa de lã recoberta de alumínio.
- Os iglus, embora feitos de gelo, possibilitam aos esquimós neles residirem porque o gelo não é um bom condutor de calor.
- Nas fábricas onde existem grandes fornos, são colocadas chaminés bem altas. A principal função dessas chaminés é conseguir maior renovação do ar na fornalha, por convecção.