Física termo A1

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FÍSICA TERMOLOGIA 
AULA 01 
Esther Cecília Nunes da Silva
esthercns11@gmail.com
TERMOMETRIA – ESCALA DE 
TEMPERATURA 
 Termômetros – utilizado para medir 
temperatura 
DILATAÇÃO TÉRMICA 
 Quando a matéria é aquecida, a energia de agitação dessas partículas 
torna-se maior, provocando um maior distanciamento entre elas. A razão 
desse distanciamento entre as partículas é que ocorre a dilatação de um 
corpo aquecido.
DILATAÇÃO LINEAR
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
 1. A figura (a) mostra um dispositivo que pode ser usado para ligar ou desligar um forno, dependendo 
da temperatura do local onde se encontra o sensor (barra AB). Essa barra é constituída de dois metais 
diferentes e, ao ser aquecida, fecha o circuito, como indica na figura B.
a)a metais diferentes possuírem calores específicos diferentes.
b)a metais diferentes possuírem condutividades térmicas diferentes.
c)ao calor flui sempre de um corpo a uma temperatura maior para um corpo a uma temperatura menor, 
e nunca ocorrer o fluxo contrário.
d)a metais diferentes possuírem calores latentes diferentes.
e)a metais diferentes possuírem coeficientes de dilatação térmica diferentes.
https://cdn.estuda.com/sis_questoes/posts/47170_pre.jpg?1375869017
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
 1. A figura A mostra um dispositivo que pode ser usado para ligar ou desligar um forno, dependendo da 
temperatura do local onde se encontra o sensor (barra AB). Essa barra é constituída de dois metais 
diferentes e, ao ser aquecida, fecha o circuito, como indica na figura B.
a)a metais diferentes possuírem calores específicos diferentes.
b)a metais diferentes possuírem condutividades térmicas diferentes.
c)ao calor flui sempre de um corpo a uma temperatura maior para um corpo a uma temperatura menor, 
e nunca ocorrer o fluxo contrário.
d)a metais diferentes possuírem calores latentes diferentes.
e)a metais diferentes possuírem coeficientes de dilatação térmica diferentes.
https://cdn.estuda.com/sis_questoes/posts/47170_pre.jpg?1375869017
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO
 (VUNESP-SP) A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno importante em 
diversas aplicações de engenharia, como construções de pontes, prédios e 
estradas de ferro. Considere o caso dos trilhos de trem serem de aço, cujo 
coeficiente de dilatação é = 11·10–6 °C–1. Se a 10°C o comprimento de um 
trilho é de 30 m, de quanto aumentaria o seu comprimento se a temperatura 
aumentasse para 40°C?
 a) 11·10–4 m.
 b) 33·10–4 m.
 c) 99·10–4 m.
 d) 132·10–4 m.
 e) 165·10–4 m.
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO
 (VUNESP-SP) A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno importante em 
diversas aplicações de engenharia, como construções de pontes, prédios e 
estradas de ferro. Considere o caso dos trilhos de trem serem de aço, cujo 
coeficiente de dilatação é = 11·10–6 °C–1. Se a 10°C o comprimento de um 
trilho é de 30 m, de quanto aumentaria o seu comprimento se a temperatura 
aumentasse para 40°C?
 a) 11·10–4 m.
 b) 33·10–4 m.
 c) 99·10–4 m.
 d) 132·10–4 m.
 e) 165·10–4 m.
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO
 Um quadrado de lado 2m é feito de um material cujo coeficiente de 
dilatação superficial é igual a 1,6.10-4. Determine a variação de área deste 
quadrado quando aquecido em 80°C.
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO
 Um quadrado de lado 2m é feito de um material cujo coeficiente de 
dilatação superficial é igual a 1,6.10-4. Determine a variação de área deste 
quadrado quando aquecido em 80°C.
 ΔA = Ao.β.ΔӨ
 ΔA = 4.1,6 .10-4 .80
 ΔA = 0,0512 m²
DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO
ENEM 
Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado para 
enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de combustível compra álcool por R$ 
0,50/litro, a uma temperatura de 5 °C. Para revender o liquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba 
de combustível para aquecê-lo, para que atinja a temperatura de 35 °C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 
1,60. Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5 °C e os revende.
Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool 
é de 1×10^-3 °C^-1 , desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho 
financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas 
estaria entre
A) R$ 500,00 e R$ 1.000,00.
B) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00.
C) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00.
D) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00.
E) R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00.
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO
ENEM 
Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado para 
enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de combustível compra álcool por R$ 
0,50/litro, a uma temperatura de 5 °C. Para revender o liquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba 
de combustível para aquecê-lo, para que atinja a temperatura de 35 °C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 
1,60. Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5 °C e os revende.
Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool 
é de 1×10^-3 °C^-1 , desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho 
financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas 
estaria entre
A) R$ 500,00 e R$ 1.000,00.
B) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00.
C) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00.
D) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00.
E) R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00.
DILATAÇÃO TÉRMICA DOS 
LÍQUIDOS 
CALORIMETRIA
 Calor é a energia térmica transferida de um corpo para outro, motivada 
espontaneamente por uma diferença de temperatura
 Calor sensível é a quantidade de calor cedida ou recebida por um corpo, 
acarretando a ele uma variação de temperatura sem mudar de fase
 Calor latente é a quantidade de calor cedida ou recebida por um corpo que 
sofre mudança de fase (mudança na forma de ligação de suas moléculas) a 
temperatura constante.
Calor sensível
Calor sensível
Calor latente
Calor latente
CALOR SENSÍVEL E CALOR 
ESPECÍFICO
Exercício
(MACKENZIE) Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de 150 cal/s, a uma 
determinada massa de água. Se a temperatura da água aumenta de 20ºC para 60ºC em 4 minutos, 
sendo o calor específico sensível da água 1,0 cal/gºC, pode-se concluir que a massa de água 
aquecida, em gramas, é:
a) 500
b) 600
c) 700
d) 800
e) 900 
Exercício
(MACKENZIE) Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de 150 cal/s, a uma 
determinada massa de água. Se a temperatura da água aumenta de 20ºC para 60ºC em 4 minutos, 
sendo o calor específico sensível da água 1,0 cal/gºC, pode-se concluir que a massa de água 
aquecida, em gramas, é:
a) 500
b) 600
c) 700
d) 800
e) 900 
Exercício de fixação
(VUNESP–SP) Uma garrafa térmica possui em seu interior 1,0 kg de água a 80 ºC. Meia hora depois, a 
temperatura da água caiu para 50 ºC. Nessas condições, e lembrando que o calor específico da água é 1,0 
cal/(g·ºC), o fluxo de calor perdido pela água foi em média de:
a) 1,0 cal/min.
b) 100 cal/min.
c) 500 cal/min.
d) 1.000 cal/min.
e) 4.180 cal/min.
CAPACIDADE TÉRMICA 
CALOR LATENTE
Exercício
3. Qual é a quantidade de calor necessária para transformar 50 g de gelo a -20 ºC em de água a 30 ºC?
São dados:
calor específico do gelo: 0,50 cal/g.ºC
calor específico da água: 1,0 cal/g.ºC
calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g
Faça, a seguir, o gráfico da temperatura θ em função da quantidade de calor Q, representando todas as 
etapas do processo (curva de aquecimento).
Resposta
Quantidade de calor sensível:
Q1 = m c Δθ
Q1 = 50 . 0,5 . [0 - (-20)]
Q1 = 50 . 0,5 . 20
Q1 = 500 cal
Quantidade de calor latente de fusão:
Q2 = m L
Q2 = 50 . 80
Q2 = 4 000 cal
Quantidade de calor sensível:
Q3 = m c Δθ
Q3 = 50 . 1 . (30 -0)
Q3 = 50 . 30
Q3 = 1 500 cal
Quantidade de calor total:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 6 000 cal
TROCAS DE CALOR
PROPAGAÇÃODO CALOR
Condução: A condução térmica, também chamada de difusão 
térmica, é um tipo de propagação de calor que acontece num meio 
material decorrente das agitações das moléculas.
Convecção: A convecção térmica é uma das formas de propagação 
do calor que ocorre nos líquidos e gases.
Irradiação: A irradiação (ou radiação) térmica é uma das formas de 
propagação do calor que ocorre por meio de ondas 
eletromagnéticas, chamadas de ondas de calor.
PRIMEIRA LEI DA 
TERMODINÂMICA
 A primeira lei da termodinâmica é uma aplicação do princípio da 
conservação de energia a um sistema termodinâmico.
 Onde,
 Q: calor
τ: trabalho
ΔU: variação da energia interna
n: número de mols
R: constante 8,31 
Pa.m^3 /mol.k
T: temperatura 
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 
 2. (MACKENZIE-SP) Mantendo uma estreita abertura em sua boca, assopre com vigor sua mão agora! Viu? Você 
produziu uma transformação adiabática! Nela, o ar que você expeliu sofreu uma violenta expansão, durante a 
qual:
 a) o trabalho realizado correspondeu à diminuição da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor 
com o meio externo;
 b) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor 
com o meio externo;
 c) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da quantidade de calor trocado por esse ar com o meio, por 
não ocorrer variação da sua energia interna;
 d) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não absorveu calor do meio e não sofreu variação de 
energia interna;
 e) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não cedeu calor para o meio e não sofreu variação de 
energia interna.
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 
 2. (MACKENZIE-SP) Mantendo uma estreita abertura em sua boca, assopre com vigor sua mão agora! Viu? Você 
produziu uma transformação adiabática! Nela, o ar que você expeliu sofreu uma violenta expansão, durante a 
qual:
 a) o trabalho realizado correspondeu à diminuição da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor 
com o meio externo;
 b) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor 
com o meio externo;
 c) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da quantidade de calor trocado por esse ar com o meio, por 
não ocorrer variação da sua energia interna;
 d) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não absorveu calor do meio e não sofreu variação de 
energia interna;
 e) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não cedeu calor para o meio e não sofreu variação de 
energia interna.
SEGUNDA LEI DA 
TERMODINÂMICA
O calor flui 
espontaneamente dos 
corpos de maior 
temperatura para os de 
menor temperatura 
É impossível uma 
máquina térmica 
transformar 
integralmente calor em 
trabalho
Fórmulas - rendimento da 
máquina térmica 
A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem 
armazenados e transportados por longos períodos. A figura apresentada ilustra o processo cíclico de funcionamento de 
uma geladeira, em que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da 
geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte 
interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira.
Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira,
a) a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte interna da geladeira.
b) o calor flui de forma não espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da geladeira.
c) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira.
d) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for o seu compartimento interno.
e) a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu consumo de 
energia.
A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem 
armazenados e transportados por longos períodos. A figura apresentada ilustra o processo cíclico de funcionamento de 
uma geladeira, em que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da 
geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte 
interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira.
Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira,
a) a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte interna da geladeira.
b) o calor flui de forma não espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da 
geladeira.
c) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira.
d) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for o seu compartimento interno.
e) a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu consumo de 
energia.