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Física Térmica INSTITUTO FEDERAL SUL-RIO-GRANDENSE CAMPUS PELOTAS – VISCONDE DA GRAÇA PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE INICIAÇÃO À DOCÊNCIA.

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1 Física Térmica INSTITUTO FEDERAL SUL-RIO-GRANDENSE CAMPUS PELOTAS – VISCONDE DA GRAÇA PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE INICIAÇÃO À DOCÊNCIA

2 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA I – I – Dilatação dos sólidos Podemos observar, em várias situações cotidianas, os efeitos da dilatação e da contração que ocorrem devido às variações na temperatura.

3 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA I – I – Dilatação dos sólidos Existem algumas situações em que é necessário o uso de materiais com a mesma taxa de dilatação, como por exemplo, o engenheiro usa barras de ferro de reforço que possuem a mesma taxa de dilatação que o concreto e o dentista utiliza na restauração um material com a mesma taxa de dilatação que o esmalte dos dentes. Amálgama prateado A dilatação pode ser útil. Quando se quer afrouxar a tampa metálica de um vidro, podemos mergulhá-los em água quente. A tampa de metal dilata-se mais que o vidro e fica um pouco mais frouxa.

4 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA I – I – Dilatação dos sólidos Os corpos ao sofrerem variação na sua temperatura, tem suas dimensões alteradas devido a variação na agitação das moléculas. O que acontece com um corpo quando aumentamos a sua temperatura? O que acontece com um corpo quando diminuímos a sua temperatura?

5 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA II – II – Dilatação Linear Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no comprimento de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação linear.

6 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA II – II – Dilatação Linear l0l0 l ΔlΔl Δ l = l 0 α Δ θ Δ l = l - l 0

7 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA III – III – Dilatação Superficial Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação na área de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação superficial.

8 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA III – III – Dilatação Superficial ΔlΔl ΔA = A 0 β Δθ ΔA= A - A 0 A0A0 A β = 2α

9 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA III – III – Dilatação Superficial

10 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA IV – IV – Dilatação Volumétrica Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no volume de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação volumétrica. ΔV = V 0  Δθ ΔV= V - V 0  = 3α V0V0 V

11 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA V – V – Dilatação dos Líquidos Leitura inicial 50 ml O que acontece se aumentarmos a temperatura do recipiente???? Leitura final 60 ml Qual foi a variação de volume sofrida pelo líquido????? ΔV = V – V 0 = = 10 ml Certo???? ERRADO!!!! Por quê????? Porque o recipiente também sofre variação no seu volume. ΔV = ΔV aparente + ΔV frasco

12 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA VII – VII – Fases da Matéria: Sólido No estado sólido, as partículas encontram-se muito próximas e unidas por intensas forças de ligação. Elas vibram em posições fixas. Forma e volume constantes e definidos. Permite pouca compressibilidade.

13 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA VII – VII – Fases da Matéria: Líquido As partículas estão mais afastadas uma das outras, reduzindo as forças de ligação que as mantém unidas. Estão mais livres e se movem com facilidade. Forma variável (recipiente) Volume constante

14 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA VII – VII – Fases da Matéria: Gasoso As partículas encontram-se muito afastadas umas das outras e são praticamente livres. Se movimentam rapidamente em todas as direções e sentidos. A forma e volume são variáveis (de acordo com o recipiente ).

15 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA VII – VII – Fases da Matéria

16 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA VIII – VIII – Mudanças de Fase

17 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA VIII – VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE PRESSÃO ATMOSFÉRICA A pressão atmosférica varia conforme o lugar que nos encontramos. Ao nível do mar temos um valor para a pressão atmosférica que corresponde a 1 atm ou 76 cmHg. Verifica-se experimentalmente que, se variarmos a pressão exercida sobre uma substância, a temperatura na qual ela muda de fase sofre alterações. Assim o gelo se funde a 0 ºC e a água ferve a 100 ºC quando a pressão for de 1 atm.

18 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA VIII – VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE Quando uma substância se funde, de modo geral ela aumenta de volume. Para uma substância que tenha este comportamento, observa-se que um aumento na pressão exercida sobre ela acarreta um aumento em sua temperatura de fusão. A água é uma exceção quanto ao ponto de fusão. Ao se transformar em gelo a água aumenta de volume e é por este motivo que uma garrafa cheia de água, colocada em um congelador, parte-se quando a água se solidifica. Fusão

19 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA

20 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA VIII – VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE Um aumento na pressão acarreta um aumento na temperatura de ebulição, pois uma pressão mais elevada tende a dificultar a vaporização. Este fato é usado nas panelas de pressão e a água pode chegar a 120 ºC. Ebulição

21 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA VIII – VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE Com a altitude a pressão atmosférica vai diminuindo e o ponto de ebulição da água também. Por exemplo no alto do Monte Everest, (8800 m de altitude) a água ferve a 72 ºC. Isto que dizer, que cozinhar um alimento nesta altitude sem panela de pressão, é uma missão difícil. Ebulição

22 FÍSICA TÉRMICAFÍSICA TÉRMICA VIII – VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE Ebulição


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