Etico - Fisica 5

FÍSICA
CIÊNCIAS DA NATUREZA 
E SUAS TECNOLOGIAS
Antonio Sérgio Martins de Castro
Identifi car e analisar fenômenos térmicos, para a resolução de problemas relacionados à propagação do calor às variações 
de temperatura, levando-se em conta as dimensões e propriedades dos diferentes tipos de materiais, além de identifi car a 
aplicabilidade no cotidiano.
TERMOLOGIA
Capítulo 1 Termometria 2
Capítulo 2 Calorimetria 19
Capítulo 3 Propagação do calor 42
Capítulo 4 Dilatação térmica 65
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 ► Compreender a medida da 
temperatura indiretamente.
 ► Identifi car e relacionar 
escalas de temperatura.
 ► Analisar e comparar 
temperaturas em escalas 
diferentes. 
Principais conceitos 
que você vai aprender:
 ► Temperatura
 ► Termômetro
 ► Escalas termométricas
2
OBJETIVOS
DO CAPÍTULO
1
TERMOMETRIA
SPL/Latinstock
A reação mais imediata para realizar a constatação de que algum objeto está quente 
ou frio é tocar nele. Não se trata do procedimento mais adequado, pois o objeto pode es-
tar muito quente ou muito frio, nos causando uma queimadura.
A sensação térmica não é a forma mais precisa e adequada para medir a temperatura, 
pois não apresenta subsídios sufi cientes para essas conclusões mesmo nos casos em que 
uma mãe, na melhor das intenções, coloca a mão na testa do fi lho, tentando verifi car se 
está com febre. Esse ato isolado não tem condições de fornecer informações corretas a 
respeito da existência ou não da febre no indivíduo.
Em uma tentativa de medir a temperatura dos corpos, Galileu construiu um instru-
mento denominado termoscópio, por volta de 1600, que se caracteriza como um esboço 
do atual termômetro.
A faixa de temperatura com a qual convivemos é diversa. Por exemplo, em nossas
casas a temperatura no interior de um freezer é abaixo de 0 graus Celsius, a água aquecida 
pelos chuveiros atinge temperaturas entre 30 a 40 graus Celsius, a temperatura dos fornos 
e chamas dos fogões a gás podem atingir mais de mil graus Celsius, e as lâmpadas do tipo 
incandescente, já em desuso, podem chegar a temperaturas acima de 3 mil graus Celsius, 
quando acesas.
Além disso, em regiões que possuem a temperatura ambiente mais elevada ao lon-
go de todo ano, boa parte dos ambientes é climatizado, ou seja, utiliza aparelhos de 
ar-condicionado, para manter a temperatura em um valor fixo. Controlar e medir valo-
res de temperaturas são tarefas simples do cotidiano.
O desenvolvimento da Ciência capaz de produzir tecnologia muitas vezes cria so-
luções para determinadas situações do cotidiano. Classifique a temperatura dos cor-
pos listados abaixo, em ordem crescente de temperatura:
• brasa de carvão em uma churrasqueira;
• óleo quente para fritar batatas;
• gás de uma lâmpada fl uorescente acesa;
• chama de uma vela.
Interior climatizado em locais de 
grande circula•‹o.
Professor, aqui, pode-se trabalhar a habilidade 
H17 da matriz de referência do Enem, que con-
siste em “relacionar informações apresentadas 
em diferentes formas de linguagem e repre-
sentação usadas nas ciências físicas, químicas 
ou biológicas, como texto discursivo, gráfi cos, 
tabelas, relações matemáticas ou linguagem 
simbólica”. Óleo fritando batatas w brasa de 
carvão em uma churrasqueira w chama de uma 
vela w gás de uma lâmpada fl uorescente acesa.
Professor, neste caderno voc• conta com mais de 240 atividades.
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Temperatura
Expressões como aquecimento global, está frio ou calor, aumento ou queda de tem-
peratura estão presentes no nosso cotidiano. Muitos desses termos envolvem conceitos 
físicos, que nem sempre são empregados corretamente quando nos expressamos com a 
nossa linguagem informal, mas conhecer seus signifi cados físicos é importante para com-
preender textos informativos e utilizar os termos corretamente.
O ramo da Física que estuda esses fenômenos é a Termologia.
No cotidiano, podemos notar diferentes sensações de quente e frio devido ao contato 
da nossa pele com objetos do ambiente, mas para efetuar uma medida de temperatura 
somente a percepção desse sentido não é sufi ciente.
Com a Termometria, vamos conhecer os métodos que permitem realizar a medida des-
sa grandeza.
A matéria, presente ao nosso redor, é composta de átomos ou grupos de átomos (mo-
léculas). Os corpos são constituídos por porções de matéria formada por substâncias que 
apresentam propriedades físicas e químicas determinadas por seus átomos e/ou molécu-
las. Tais átomos estão em movimento no interior da matéria.
Os corpos sólidos possuem estrutura molecular caracterizada por átomos que vibram 
em uma posição fi xa em relação aos outros átomos. Nos líquidos, as moléculas estão or-
ganizadas, de uma maneira que as permite vibrar de forma menos rígida em relação às 
outras. Nos gases, as moléculas se organizam de forma livre, permitindo um movimento 
em diversas direções. 
Os movimentos realizados pelas moléculas são caóticos, aleatórios e defi nem o esta-
do térmico do corpo.
Quando um corpo sólido é aquecido, a energia recebida se manifesta na forma de 
vibração, provocando um aumento do “grau” de vibração das partículas. Como as moléculas 
de um corpo não vibram exatamente com a mesma energia (algumas com mais energia, 
outras com menos), utilizamos um valor médio do grau de agitação das moléculas que em 
termos qualitativos é denominado “temperatura”.
Defi nição
Termologia: ramo da Física que 
estuda os fenômenos que 
envolvem o calor como forma 
de energia e os processos em 
que ocorrem aquecimento e 
resfriamento.
Temperatura: grandeza física 
associada ao grau médio de 
vibração das partículas de um 
corpo, energia cinética média 
das moléculas.
Concepção artística da vibração 
dos átomos em um corpo sólido 
ao ser aquecido.
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4 CAPÍTULO 1
Medidas de temperatura
Quando o grau médio de vibração das partículas que compõem um corpo varia, algu-
mas propriedades da substância que compõem o corpo podem sofrer alterações. O volu-
me de um sólido ou de um líquido e a pressão de um gás são exemplos de grandezas que 
se alteram com a variação da temperatura. Essas propriedades, denominadas grandezas 
termométricas, estão relacionadas com a temperatura do corpo. O instrumento que se 
usa para fazer a comparação entre valores de uma grandeza termométrica e um valor de 
temperatura é o termômetro.
Outro método utilizado para medir a temperatura é por meio da energia irradia-
da pelo corpo, como a medida de temperatura de metais em fusão na siderurgia, em 
que o uso de um termômetro convencional não seria viável, devido à temperatura 
elevada.
Além disso, é possível medir a temperatura pela radiação infravermelha emitida pelo 
corpo, como se faz com câmeras de Termometria.
A B
Interação
A câmeras que captam radiação infravermelha possuem aplicações em diversas áreas, como na 
Medicina. Elas são utilizadas para realização de diagnósticos em exames como a Termografi a. 
Observe as duas imagens abaixo.
A B
Tonalidade mais para o azul indica temperaturas mais baixas na imagem da esquerda (A). Tonalidades 
para o laranja e vermelho indicam temperaturas mais altas (B).
Na imagem à esquerda, é possível observar que a termografi a dos pés possui uma tonalidade 
mais azulada. Isso indica que a temperatura nesse local está de acordo com os padrões que 
caracterizam uma região que não apresenta infl amações. Na imagem à direita, a termografi a 
analisada apresenta regiões com tonalidades mais intensa na cor vermelha. Nesse caso, as 
temperaturas estão acima dos padrões de referência, indicando que se trata de uma região 
infl amada, que pode ser um indicativo de carcinoma em crescimento. 
Esse tipo de câncer é o segundo mais frequente e o 1º em taxa de mortalidade no mundo. 
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