Relatório Física Experimental II - Calor, Propagação de Calor, Temperatura e Medidores de Temperatura

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ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA 
FÍSICA EXPERIMENTAL II 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO 03 
 
 
 
Emanuel Nunes Araújo do Nascimento, 43719 
Nathally Bortoluzzi, 43737 
Karoline Beatriz Brito Sanches, 43730 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dourados/MS 
2021 
UEMS- UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MATO GROSSO DO SUL 
 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
CALOR 
Até o início do século XIX, acreditava-se que o calor era um fluido invisível e 
sem peso que estava contido em um determinado corpo, foi então primeiramente 
denominado de calórico. Porém, posteriormente, a partir de algumas observações 
realizadas por, Benjamim Thompson e Prescott Joule, observou-se que na verdade o 
calor era energia (JÚNIOR, 2021). 
Podemos então, definir que o mesmo, é a energia que transita entre corpos 
que diferem de temperatura, passando sempre daquele de maior temperatura para o 
de menor, até atingir o equilíbrio térmico (momento em que as temperaturas se 
igualam), nessa ocasião, como não há diferença entre as temperaturas o calor deixa 
de fluir entre os corpos (JÚNIOR, 2021). 
Vale ressaltar que a unidade de medida usada pelo SI (Sistema Internacional 
de Unidades) é o joule, mas a unidade (cal) também é muito utilizada. 
Para um corpo sofrer alteração de temperatura, precisamos de uma fonte de 
calor, ou seja, um elemento capaz de produzir o aumento na temperatura de outro 
corpo. Há duas formas de calor, o calor latente e o sensível, em ambos os corpos 
sofrerão variações em suas temperaturas, o que difere um do outro é a mudança de 
estado físico, enquanto o calor latente pode sofrer essas mudanças o sensível não 
sofrerá (JÚNIOR, 2021). 
 
 
 
 
 
Propagação de calor 
Há três formas de propagação de calor, conhecidas como condução, 
convecção e radiação. 
A primeira (condução), como o próprio nome já diz, refere-se a transmissão 
de calor que ocorre de molécula a molécula em um determinado material (JÚNIOR, 
2021), temos como exemplo o aquecer da água de um recipiente no fogão, o primeiro 
a sofrer o aquecimento é o recipiente, que posteriormente transfere seu calor para as 
moléculas da água que se encontram mais submersas, e assim ocorre 
gradativamente. 
Na propagação de calor denominada convecção, ocorre o deslocamento da 
massa do próprio fluido no recipiente (JÚNIOR, 2021), pensando ainda no exemplo 
supracitado, conforme vai ocorrendo a condução de calor entre as moléculas da água, 
ocorre após um período o fenômeno da convecção, a massa do fluido que está mais 
aquecida sobe devido a sua menor densidade, enquanto a parte do fluido “fria” 
(menos aquecida), se desloca ao fundo do recipiente devido a sua maior densidade, 
e assim ocorre sucessivamente. 
Por fim, a transmissão de calor por radiação ocorre por meio de ondas 
eletromagnéticas (JÚNIOR, 2021), portanto não precisa necessariamente haver um 
contato entre os corpos para que o aquecimento ocorra, o principal representante 
desse tipo de propagação de calor é a luz solar, só o fato de estarmos expostos à ela 
sofremos um aumento em nossa temperatura corporal. 
 
TEMPERATURA 
Embora estejam intimamente relacionados, temperatura e calor não possui a 
mesma definição, enquanto o calor é uma forma de energia, a temperatura mede o 
grau de agitação das moléculas de um determinado material (energia cinética), e 
através disso poderemos definir se o corpo analisado encontra-se resfriado ou 
aquecido (CURADO, 2020). 
Além disso, ela também é medida em escalas definidas pelo SI (Sistema 
Internacional de Unidades), a fim de facilitar e padronizar sua utilização 
mundialmente. 
Vale ressaltar que as principais unidades de medida da temperatura é o 
Kelvin (K), Celsius (C) e o Fahrenheit (F), sua utilização varia de acordo com o país 
em questão, em suma, países de língua inglesa utilizam mais o Fahrenheit como 
unidade de medida da temperatura, já países como o Brasil utiliza atualmente a 
escala Celsius (CURADO, 2020). 
Como são escalas termométricas diferentes, há diferenças nos valores do 
Ponto de Fusão e de Ebulição da água por exemplo, como representado abaixo: 
 
 
 
Podemos concluir que, quanto maior o grau de agitação das moléculas de um 
corpo, maior será sua energia cinética e, portanto, maior a sua temperatura, de modo 
análogo, podemos inferir que, quanto menor o grau de agitação das moléculas de um 
corpo, menor a sua energia cinética e então menor a sua temperatura (JÚNIOR, 
2021). 
Com o aumento da temperatura e consequentemente uma maior vibração 
das moléculas, elas tendem a se afastarem uma das outras, ocorrendo a chamada 
dilatação térmica, caso o corpo seja resfriado, ocorrerá a contração térmica (JÚNIOR, 
2021). 
Como visto anteriormente, há diferentes tipos de escalas termométricas, 
podemos relacioná-las, a fim de fazer a conversão de uma escala para outra, como 
demonstrado abaixo: 
 
 
MEDIDORES DE TEMPERATURA 
Para sabermos qual o grau de agitação das moléculas de um determinado 
corpo (temperatura), utilizamos utensílios mais sofisticados e certificados 
(INTRUSUL, 2017), que atendam os padrões exigidos de qualidade, visto que, em 
uma indústria alimentícia por exemplo, não pode haver erros nas medições 
realizadas, bem como em um hospital ao aferir a temperatura de seus pacientes. 
 
Termômetro Portátil 
É o instrumento utilizado para medir temperaturas em situações que não 
necessitam de medidas constantes, apenas eventuais e esporádicas, muito utilizado 
em farmácias, hospitais, e também por boa parte de médicos veterinários 
(INTRUSUL, 2017). 
 
Termômetro de Ambiente 
Também chamado de termômetro meteorológico, é utilizado para determinar 
temperaturas de um determinado local, ele permite determinar as temperaturas 
máximas e mínimas de um ambiente (INTRUSUL, 2017). 
 
Termo-higrômetro 
Assim como o termômetro meteorológico, o termo-higrômetro serve para 
determinar a temperatura de uma localidade, o seu diferencial é que ele permite 
também aferir a temperatura externa e a umidade relativa do ar. 
Alguns modelos possuem até relógio e podem apresentar outras funções de 
medição, como o decibelímetro (de decibéis) e luxímetro (de luminosidade) 
(INTRUSUL, 2017). 
 
Termômetro Espeto 
Muito utilizado para a medição de temperatura do interior de alimentos e 
algumas bebidas, uso recorrente na indústria alimentícia e na culinária, ele possui 
contato direto com o corpo ao qual se deseja obter o grau de agitação das moléculas, 
é mais indicado para casos em que não há riscos de contaminação e queimaduras 
(INTRUSUL, 2017). 
 
Termômetro infravermelho 
Já o termômetro infravermelho, não necessita do contato para medir a 
temperatura de um determinado corpo, diferentemente do termômetro espeto, visto 
anteriormente. Ele conta com uma mira laser, capaz de aferir a temperatura à 
distância (INTRUSUL, 2017). 
Muito utilizado em tempos de pandemia, principalmente a que vivemos 
atualmente, do vírus popularmente conhecido como COVID-19 (SARS-CoV-2), é uma 
maneira mais segura de aferir a temperatura de um corpo por se tratar de uma doença 
infectocontagiosa (INTRUSUL, 2017). 
 
 
 
OBJETIVOS 
- Medir a temperatura de uma calçada de concreto no Sol e na sombra; 
- Medir a temperatura de um humano, com um termômetro de IR (infravermelho) na 
testa e no braço; 
-Permitir a aplicação das fórmulas apresentadas para a resolução dos cálculos. 
 
MATERIAL 
-Termômetro Clínico e Infravermelho 
 
 
METODOLOGIA 
 
Obtenção dos dados 
Inicialmente, foi solicitado que fosse feita a medição da temperatura por um 
termômetro clínico em contato com uma calçada de concreto durante o dia, das 06:00 
horas da manhã até às 22:00 horas da noite, dela diretamente exposta aos raios 
solares, e dela sob a sombra de uma árvore. 
Abaixo os dados obtidos: 
 
Tabela de temperatura de uma calçada de concreto durante o dia: 
Observação: Esses valores foram obtidos por um termômetro Digital Infravermelhode marca Multilaser, modelo HC250. Além disso, os valores foram obtidos em um dia 
que apresentava um céu nublado e um pouco chuvoso, na cidade de Glória de 
Dourados – MS. 
Temperatura da calçada 
embaixo da árvore (°C) 
Temperatura da calçada 
(°C) 
Horário 
22,6 23,3 06h00min 
22,1 23,1 07h00min 
22,5 22,9 08h00min 
22,3 23,2 09h00min 
23,0 23,0 10h00min 
22,3 22,5 11h00min 
22,9 23,8 12h00min 
23,6 21,3 13h00min 
22,4 23,5 14h00min 
22,3 22,2 15h00min 
21,5 21,8 16h00min 
21,4 21,5 17h00min 
20,5 21,3 18h00min 
20,0 20,8 19h00min 
19,3 19,7 20h00min 
19,2 19,8 21h00min 
18,4 19,1 22h00min 
 
Após isso, foi solicitada a medição da temperatura corporal de cada discente 
que faz parte do presente relatório, através do braço e da testa de cada um, utilizando 
o termômetro infravermelho, já descrito na fundamentação teórica. 
Os dados obtidos foram dispostos na tabela abaixo: 
 
Tabela de temperatura do braço e testa dos integrantes do grupo: 
Temperaturas Medidas (°C) 
Emanuel Karoline Nathally 
Braço Testa Braço Testa Braço Testa 
35,8 36,2 35,0 36,3 36,1 36,5 
 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Questão 01 
Transformações para a Escala Fahrenheit: 
 
- Emanuel: 
• Braço 
𝐶
5
=
𝐹 − 32
9
 
35,8
5
=
𝐹 − 32
9
 
5. (𝐹 − 32) = 9. 35,8 
5. 𝐹 − 160 = 322,2 
5. 𝐹 = 322,2 + 160 
5. 𝐹 = 482,2 
𝐹 =
482,2
5
 
𝐹 = 96,44 
• Testa 
 
𝐶
5
=
𝐹 − 32
9
 
36,2
5
=
𝐹 − 32
9
 
5. (𝐹 − 32) = 9. 36,2 
5. 𝐹 − 160 = 325,8 
5. 𝐹 = 325,8 + 160 
5. 𝐹 = 485,8 
𝐹 =
485,8
5
 
𝐹 = 97,16 
- Karoline: 
• Braço 
 
𝐶
5
=
𝐹 − 32
9
 
35,0
5
=
𝐹 − 32
9
 
5. (𝐹 − 32) = 9. 35,0 
5. 𝐹 − 160 = 315 
5. 𝐹 = 315 + 160 
5. 𝐹 = 475 
𝐹 =
475
5
 
𝐹 = 95,0 
• Testa 
 
𝐶
5
=
𝐹 − 32
9
 
36,3
5
=
𝐹 − 32
9
 
5. (𝐹 − 32) = 9. 36,3 
5. 𝐹 − 160 = 326,7 
5. 𝐹 = 326,7 + 160 
5. 𝐹 = 486,7 
𝐹 =
486,7
5
 
𝐹 = 97,34 
- Nathally: 
• Braço 
 
𝐶
5
=
𝐹 − 32
9
 
36,1
5
=
𝐹 − 32
9
 
5. (𝐹 − 32) = 9. 36,1 
5. 𝐹 − 160 = 324,9 
5. 𝐹 = 324,9 + 160 
5. 𝐹 = 484,9 
𝐹 =
484,9
5
 
𝐹 = 96,98 
• Testa 
 
𝐶
5
=
𝐹 − 32
9
 
36,5
5
=
𝐹 − 32
9
 
5. (𝐹 − 32) = 9. 36,5 
5. 𝐹 − 160 = 328,5 
5. 𝐹 = 328,5 + 160 
5. 𝐹 = 488,5 
𝐹 =
488,5
5
 
𝐹 = 97,7 
 
Tabela com os valores encontrados através das fórmulas de conversão: 
Temperaturas em Fahrenheit (°F) 
Emanuel Karoline Nathally 
Braço Testa Braço Testa Braço Testa 
96,44 97,16 95,0 97,34 96,98 97,7 
 
Transformações para a Escala Kelvin: 
 
- Emanuel: 
• Braço 
 
𝐶
5
=
𝐾 − 273
5
 
35,8
5
=
𝐾 − 273
5
 
5. (𝐾 − 273) = 5. 35,8 
5. 𝐾 − 1365 = 179 
5. 𝐾 = 179 + 1365 
5. 𝐾 = 1544 
𝐾 =
1544
5
 
𝐾 = 308,8 
• Testa 
 
𝐶
5
=
𝐾 − 273
5
 
36,2
5
=
𝐾 − 273
5
 
5. (𝐾 − 273) = 5. 36,2 
5. 𝐾 − 1365 = 181 
5. 𝐾 = 181 + 1365 
5. 𝐾 = 1546 
𝐾 =
1546
5
 
𝐾 = 309,2 
- Karoline: 
• Braço 
𝐶
5
=
𝐾 − 273
5
 
35,0
5
=
𝐾 − 273
5
 
5. (𝐾 − 273) = 5. 35,0 
5. 𝐾 − 1365 = 175 
5. 𝐾 = 175 + 1365 
5. 𝐾 = 1540 
𝐾 =
1540
5
 
𝐾 = 308,0 
• Testa 
𝐶
5
=
𝐾 − 273
5
 
36,3
5
=
𝐾 − 273
5
 
5. (𝐾 − 273) = 5. 36,3 
5. 𝐾 − 1365 = 181,5 
5. 𝐾 = 181,5 + 1365 
5. 𝐾 = 1546,5 
𝐾 =
1546,5
5
 
𝐾 = 309,3 
- Nathally: 
• Braço 
𝐶
5
=
𝐾 − 273
5
 
36,1
5
=
𝐾 − 273
5
 
5. (𝐾 − 273) = 5. 36,1 
5. 𝐾 − 1365 = 180,1 
5. 𝐾 = 180,1 + 1365 
5. 𝐾 = 1545,5 
𝐾 =
1545,5
5
 
𝐾 = 309,1 
• Testa 
𝐶
5
=
𝐾 − 273
5
 
36,5
5
=
𝐾 − 273
5
 
5. (𝐾 − 273) = 5. 36,5 
5. 𝐾 − 1365 = 182,5 
5. 𝐾 = 182,5 + 1365 
5. 𝐾 = 1547,5 
𝐾 =
1547,5
5
 
𝐾 = 309,5 
 
Tabela com os valores encontrados através das fórmulas de conversão: 
Temperaturas em Kelvin (K) 
Emanuel Karoline Nathally 
Braço Testa Braço Testa Braço Testa 
308,8 309,2 308,0 309,3 309,1 309,5 
 
Questão 02 
Ao adicionar sal ao gelo, seu ponto de solidificação diminui porque ocorre 
uma forte interação entre as moléculas destas duas substâncias, dificultado a 
organização dos cristais de gelo (Crioscopia). 
Para entender exatamente porque isso acontece, vamos analisar o que faz 
uma substância passar do estado líquido para o sólido. Para que isso ocorra, as 
moléculas precisam perder energia cinética; e existem alguns fatores que influenciam 
nesta liberação. Entre estes está o tipo de forças intermoleculares de cada 
substância. Quanto menores ou mais fracas forem as forças de atração das 
moléculas, menor será o ponto de congelamento. 
Assim, o ponto de solidificação (temperatura de congelamento) da água é 0°C 
no nível do mar, no entanto, ao se adicionar algum composto não volátil (como o sal), 
as moléculas deste atraem fortemente as moléculas de água, dificultando a 
organização dos cristais de gelo e, consequentemente, diminuindo seu ponto de 
congelamento. Para questão de comparação, numa solução com 10% de sal, o ponto 
de congelamento cairá para -6°C e com 20%, para -16°C. 
Questão 03 
Sabe-se que: 
𝐶
5
=
𝐹 − 32
9
 
Considerando 𝐶 = 𝐹 = 𝑋, temos: 
𝑋
5
=
𝑋 − 32
9
 
9. 𝑋 = 5(𝑋 − 32) 
9. 𝑋 = 5. 𝑋 − 160 
9. 𝑋 − 5. 𝑋 = −160 
4. 𝑋 = −160 
𝑋 =
−160
4
 
𝑋 = −40 
Substituindo o valor encontrado na equação de conversão, a fim de encontrar F, 
temos: 
−40
5
=
𝐹 − 32
9
 
−8 =
𝐹 − 32
9
 
−8.9 = 𝐹 − 32 
𝐹 = −72 + 32 
𝐹 = −40 
Substituindo o valor encontrado na equação de conversão, a fim de encontrar C, 
temos: 
𝐶
5
=
−40 − 32
9
 
𝐶
5
=
−72
9
 
𝐶 =
5. (−72)
9
 
𝐶 =
−360
9
 
𝐶 = −40 
 
Questão 04 
Após a Revolução Industrial tivemos uma expansão exacerbada dos grandes 
centros urbanos, com o aumento populacional e o crescimento da utilização de 
automóveis, viu-se a necessidade da construção de meios que viabilizassem a 
locomoção desses veículos, surgiu-se assim os asfaltos. 
Além de facilitarem a locomoção dos veículos eles causam grandes impactos 
no meio ambiente, dificultando a permeabilização das águas pluviais no solo, 
prejudicando significativamente o abastecimento dos lençóis freáticos, bem como a 
absorção da radiação solar pela superfície terrestre. 
Diante disso, a fim de amenizar esses problemas que impactam 
significativamente a vida das pessoas de grandes centros, temos como alternativa a 
arborização, que como veremos abaixo possui grande influência na regulação 
climática em determinadas regiões e mitigação de outros malefícios. 
Com os dados obtidos na Metodologia podemos concluir que as árvores 
influenciam de modo significativo (variação de aproximadamente 1º grau) na 
temperatura, consequentemente diminuindo a temperatura da superfície terrestre 
também, proporcionando uma melhor qualidade de vida para uma determinada 
população. 
De modo análogo, verificou-se a mesma ocorrência na cidade de São José 
do Rio Preto – SP, estudantes apuraram que, com a comparação entre duas praças 
da cidade, uma mais arborizada e outra menos, as temperaturas eram menores bem 
como a umidade relativa do ar maior, naquela que apresentava uma maior quantidade 
de vegetação (SOUZA et al., 2014). 
Desse modo, devido ao experimento realizado e a comparação com outros 
estudos já feitos, concluímos que de fato, uma cidade com maior arborização terá sua 
temperatura influenciada, tendo uma menor temperatura do que aquelas que estão 
mais expostas a radiação solar, proporcionando uma melhor qualidade de vida aos 
seus habitantes. 
Vale ressaltar que além disso, a arborização aumenta a permeabilidade das 
águas pluviais das grandes cidades, evitando maiores transtornos, assim como o 
aumento da umidade relativa do ar, entre outros benefícios. 
Portanto, consuma-se que, as mudanças de temperatura em centros urbanos 
não estão somente relacionadas às mudanças climáticas, a falta de arborização pode 
também influenciar, como já supracitado, porém, ainda assim, faz-se necessário 
retardar as causas das mudanças climáticas ocasionadas pelas ações antrópicas, 
como a emissão de gases poluentes, desmatamento,queimadas, crescimento 
excessivo do agronegócio e etc. 
 
CONCLUSÃO 
Desse modo, diante de todos os experimentos e cálculos realizados, ficou 
ainda mais claro e fixo o conhecimento e perspectiva a respeito do tema abordado: 
“Temperatura’’. Conclui-se então, que por meio do estudo foi possível fazer as 
transformações de temperatura: Celsius (°C), Kelvin (K) e Fahrenheit (°F) e responder 
as questões apresentadas. 
 
REFERÊNCIAS 
CURADO, Adriano. O que é temperatura? – Conceito, tipos de medição e 
escalas. Conhecimento Científico, R7, 2020. Disponível em: 
<https://conhecimentocientifico.r7.com/o-que-e-temperatura/>. Acesso em: 15 de 
maio de 2021. 
 
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Por que se coloca sal no gelo para esfriar 
mais rápido a cerveja em lata?. Brasil Escola. Disponível em: 
<https://brasilescola.uol.com.br/quimica/por-que-se-coloca-sal-no-gelo-para-esfriar-
mais-rapido-.htm>. Acesso em: 15 de maio de 2021. 
 
INTRUSUL, Instrumentos de Medição. Tipos de medidores de temperatura. 
Intrusul, 2017. Disponível em: <http://blog.instrusul.com.br/tipos-de-medidores-de-
temperatura/>. Acesso em: 15 de maio de 2021. 
https://conhecimentocientifico.r7.com/o-que-e-temperatura/
http://blog.instrusul.com.br/tipos-de-medidores-de-temperatura/
http://blog.instrusul.com.br/tipos-de-medidores-de-temperatura/
JUNIOR, Joab Silas da Silva. O que é calor?. Brasil Escola, [21-?]. Disponível em: 
<https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-calor.htm>. Acesso em: 15 de 
maio de 2021. 
 
JÚNIOR, Joab Silas da Silva. O que é temperatura?. Brasil Escola, [21-?]. 
Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-
temperatura.htm>. Acesso em: 15 de maio de 2021. 
 
SOUZA, Mariana Gondim Santos, et al. INFLUÊNCIA DA ARBORIZAÇÃO 
URBANA NO MICROCLIMA DE SÃO JOSÉ DO RIO PRETO – SP. CONIC 
SEMESP, 15º Congresso Nacional de Iniciação Científica, 2014. Disponível em: 
<http://conic-semesp.org.br/anais/files/2015/trabalho-1000020385.pdf>. Acesso em: 
15 de maio de 2021. 
 
 
 
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-calor.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-temperatura.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-temperatura.htm
http://conic-semesp.org.br/anais/files/2015/trabalho-1000020385.pdf