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Prof. Zeca Carvalho. TERMOLOGIA Ramo da Física que estuda os fenômenos relacionados ao aquecimento e resfriamento dos corpos. Termo + logia TemperaturaEstudo.

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1 Prof. Zeca Carvalho

2 TERMOLOGIA Ramo da Física que estuda os fenômenos relacionados ao aquecimento e resfriamento dos corpos. Termo + logia TemperaturaEstudo

3 Conceito fundamental de temperatura O valor da temperatura está associada ao nível de agitação das partículas de um corpo. Portanto quanto maior a temperatura maior o estado de agitação. Maior temperaturaMenor temperatura

4 “CALOR” (POPULAR) Conforto ou Desconforto Térmico

5 Calor Energia em trânsito que se transfere de um corpo para outro, quando entre eles existir uma diferença de temperatura, até atingir o equilíbrio térmico (temperaturas iguais).

6 Equilíbrio Térmico: Ocorre quando a temperatura dos corpos se igualam, ou seja, possuem o mesmo valor.

7 Termômetros: São os instrumentos usados na determinação da temperatura de um corpo. Um termômetro comum deve ter,uma substância termométrica que varia seu volume ao sofrer alguma variação de temperatura, como o mercúrio por exemplo, e uma escala que registrará o valor correspondente da temperatura. Termômetros para ambientes Termômetros industriais Termômetro clinico

8 EBULIÇÃO PONTO DE VAPOR - Este ponto corresponde a temperatura da água que está se transformando em vapor sob pressão normal. FUSÃO PONTO DE GELO - Ponto correspondente a temperatura do gelo que está se transformando em água. PONTOS FIXOS FUNDAMENTAIS

9 Escalas termométricas Atualmente temos três escalas importantes em uso: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Escala Celsius: (Anders Celsius, 1701- 1744 ) Foi uma escala construída, tomando-se como referência a temperatura do gelo fundente como primeiro ponto fixo e a temperatura do vapor d´água em ebulição como segundo ponto fixo, atribuindo para estes dois pontos os valores 0 0 C e 100 0 C respectivamente.

10 Escala Fahrenheit: Daniel Gabriel Fahrenheit Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736) Existem várias versões para a construção da escala Fahrenheit, mas nenhuma delas confirmada. Porém sabemos que nesta escala o ponto de gelo fundente e o vapor d´água em ebulição são registradas com os valores 32 0 F e 212 0 F.

11 Escala Kelvin É a escala oficial do Sistema Internacional admitida para a temperatura termodinâmica, onde o valor correspondente ao gelo fundente é 273,15K e para o vapor d´água em ebulição é 373,15K. É também chamada de escala absoluta ou científica pois define como 0K (zero absoluto) a temperatura teórica em que as partículas que compõem um corpo estariam paralisadas. William Thomson William Thomson (LORD KELVIN) (1824 – 1907)

12 ESCALAS TERMOMÉTRICA Toda escala de medida necessita de dois pontos fixos, que são valores de referência desta escala.

13 ESCALA CELSIUS PG = 0 o C PV = 100 o C ESCALA FAHRENHEIT PG = 32 o F PV = 212 o F ESCALA KELVIN PG = 273 K PV = 373 K

14 CelsiusFahrenheitKelvin 100 - 0 Tc - 0 = 212 - 32 T F - 32 = 373 - 273 T K - 273 100 Tc = 180 T F - 32 = 100 T K - 273 5 Tc = 9 T F - 32 = 5 T K - 273 5 Tc = 9 T F - 32 TCTC =T K - 273

15 VARIAÇÃO ENTRE ESCALAS C FT ΔTCΔTC 5 ΔTFΔTF ΔTKΔTK 9 5 ══

16 ZERO ABSOLUTO ESCALA KELVIN MENOR ESTADO TÉRMICO. PONTO DE ENERGIA MÍNIMA

17 CONSTRUÇÃO DE UMA ESCALA QUALQUER XY X1X1 X2X2 X Y1Y1 Y Y2Y2

18 EXERCÍCIOS

19 1. 1. A temperatura normal do corpo humano é de 36 o 36 o C. Qual é o valor dessa temperatura expressa nas escalas Kelvin e Fahrenheit ? 309 K e 96,8 o 96,8 o F TCTC = T K - 273 36 = T K - 273 36 + 273 = T k 309 = T k T k = 309 K 324 = 5T F - 160 324 + 160 = 5T F 484 = 5T F 484 / 5 = T F 96,8 = T F T F = 96,8 o F Solução: 5 Tc = 9 T F - 32 5 36 = 9 T F - 32

20 2. 2. Determine a temperatura que, na escala Fahrenheit, é expressa por um número quatro vezes maior que o correspondente na escala Celsius. 58,18 o 58,18 o F 5 Tc = 9 T F - 32 5 x = 9 4 x - 32 Se T c = x então T F = 4 x 20 x – 160 = 9 x 20 x – 9 x = 160 11 x = 160 x = 160 / 11 T F = 4 x T F = 4 ( 160 / 11) T F = 640 / 11 T F = 58,18 o F Solução:

21 3. 3. A diferença entre as indicações de um termômetro na escala Fahrenheit e de um termômetro na escala Celsius para um mesmo estado térmico é 64 graus. Qual a indicação dos dois termômetros? 40 o 40 o C e 104 o 104 o F T F - T C = 64 então T F = 64 + T C 5 Tc = 9 T F - 32 5 Tc = 9 64 + T C - 32 5 Tc = 9 T C + 32 9 T C = 5 T C + 160 9 T C - 5 T C = 160 4 T C = 160 T C = 160 / 4 T C = 40 o C T F = 64 + T C T F = 64 + 40 T F = 104 o F Solução:

22 4. A altura h da coluna capilar de um termômetro mede 4 cm a 10 o 10 o C e 16 cm a 50 o 50 o C. Qual a altura h, em cm, quando a temperatura atingir 0o 0o 0o 0o C? H T O o C 1O o C 5O o C h 4 cm 16 cm = 16 - h50 - 0 4 - h 10 - 0 = 16 - h 50 4 - h 10 50 (4 – h) = 10 (16 - h) 5 (4 – h) = 1 (16 - h) 20 – 5h = 16 - h – 5h + h = 16 - 20 – 4h = – 4 h = 1 cm Solução:

23 5. Considere uma escala termométrica X tal que, sob pressão normal, ao ponto de fusão do gelo faça corresponder o valor -20° X e ao ponto de ebulição da água o valor 180° X. Uma queda de temperatura de 5° C corresponde a quantos graus na escala? = 180 – ( – 20) 100x = 1000 oXoX oCoC O o C 5 o C 100 - 20 180 x = ? x 5 100 – 0 180 + 20 x = 5 100 200 x = 5 100 100x = 1000 (: 100) x = 10º X Solução:

24 6. Certa escala termométrica adota os valores -20 o -20 o E e 280 o 280 o E, respectivamente, para os pontos de fusão de gelo e ebulição da água, sob pressão de 1 atm. Determine a fórmula de conversão entre essa escala e a escala Celsius. = 280 – ( – 20) T E – ( – 20) T C – 0 100 – 0 280 + 20 T E + 20 = T C 100 300 T E + 20 = T C 100 T E + 20 = 3T C E C O o C TCTC 100 o C - 20º E TETE 280º E 3 T E + 20 = T C 1 T E = 3T C - 20 Solução:

25 7. No dia 1° de janeiro de 1997, Chicago amanheceu com a temperatura de 5º F. Calcule o valor dessa temperatura na escala Celsius. T C = - 15º C Solução: 5 Tc = 9 T F - 32 5 T C = 9 5 - 32 5 T C = 9 - 27 5 T C = 1 - 3


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