T e r m o l o g i a 1ª Parte 1 – CONCEITOS BÁSICOS 1.1 – ENERGIA TÉRMICA 1.2 – TEMPERATURA 1.3 – CALOR 1.4 – EQUILÍBRIO TÉRMICO 1.5 – LEI ZERO DA TERMODINÂMICA 2 – TERMOMETRIA 2.1 – ESCALAS TERMOMÉTRICAS 3 – DILATAÇÃO 3.1 – DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS 3.2 – DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS 4 – CALORIMETRIA 4.1 – CALOR SENSÍVEL 4.2 – CALOR LATENTE 4.3 – PRINCÍPIO DAS TROCAS DE CALOR A TERMOLOGIA É A PARTE DA FÍSICA QUE SE DEDICA AO ESTUDO DOS FENÔMENOS RELATIVOS AO CALOR E VARIAÇÕES DE TEMPERATURA, COMO DILATAÇÃO, TRANSFORMAÇÕES GASOSAS E MÁQUINAS TÉRMICAS. SEU DESENVOLVIMENTO COMEÇA COM A TEORIA DOS CALÓRICOS, QUE AFIRMAVA SER O CALOR UM FLUIDO INVISÍVEL, INODORO, QUE PODERIA PROVOCAR ALTERAÇÕES NA TEMPERATURA OU ESTADO FÍSICO DOS CORPOS. FÍSICOS COMO JAMES P. JOULE E OUTROS DEMONSTRARAM QUE O CALOR ERA UMA FORMA DA ENERGIA SE MANIFESTAR NA NATUREZA, CALCULANDO INCLUSIVE O EQUIVALENTE MECÂNICO DO CALOR. Produzido por ROBERTO BAHIENSE T e r m o l o g i a 1ª Parte

1.1 – Energia Térmica

1.2 – Temperatura Grau de agitação térmica das partículas que constituem o corpo. Corresponde à energia média das partículas. No caso de um gás ideal, a temperatura é diretamente proporcional à energia cinética de translação das partículas.

A A B B T’A = T’B TA > TB 1.3 – Calor 1.4 – Equilíbrio Térmico Dois corpos estão em Equilíbrio Térmico quando possuem a mesma temperatura. Chama-se Calor a Energia Térmica em trânsito, devido à diferença de temperaturas entre corpos ou sistemas físicos.

1.5 – LEI ZERO DA TERMODINÂMICA Se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, então eles estão em equilíbrio térmico entre si. TA = TC B C TB = TC A B TA = TB

indireta 2 – Termometria Nível Ar 2 – Termometria O italiano Santorio Santorio, em 1612, foi o primeiro a colocar uma escala em um Termoscópio. Apesar da pouca precisão de medição, ele é considerado o verdadeiro inventor do instrumento. O Chamado Termoscópio de Galileu, era feito de um fino tubo de vidro, que tinha uma de suas extremidades colocada em recipiente contendo água colorida e na outra um bulbo, também de vidro. Realizava as comparações de temperaturas através da dilatação ou contração do ar que existia dentro do bulbo do aparelho. indireta Medida da temperatura. O primeiro termômetro foi criado por Galileu em 1592.

2.1 – Escalas Termométricas Escala Centígrada – História Essa escala foi proposta pela primeira vez pelo físico sueco Anders Celsius. Em sua escala, o 0oC indicava o ponto de solidificação da água, enquanto 100°C indicava o ponto de ebulição da mesma. Tais indicações correspondiam aos pontos fixos de sua escala. No século XX a escala passou a ser chamada de escala Celsius. Nos primeiros termômetros construídos, os especialistas procuraram estabelecer escalas que possibilitassem a leitura das medidas das temperaturas. Feitas de maneira totalmente arbitrária, surgiram várias escalas, cada uma diferente da outra. Entre todas as escalas, as que tiveram maior aceitação foram as de Celsius, Fahrenheit e Kelvin. 2.1 – Escalas Termométricas Escala Celsius

Escala Fahrenheit – História Daniel Gabriel Fahrenheit foi o primeiro cientista a usar o mercúrio como substância termométrica, pois esse não sofria alterações em suas propriedades físicas e químicas em várias temperaturas. Fahrenheit, que viveu na Islândia, escolheu para ponto fixo inferior a temperatura de fusão de uma mistura de partes iguais de cloreto de sódio (NaCl), cloreto de amônio (NH4Cl) e gelo picado. O segundo ponto fixo teria sido o corpo humano em estado febril. Para tais valores, foram estabelecidos 0 oF e 100 oF . Para saber mais sobre Fahrenheit www.fsc.ufsc.br/ccef/port/24-2/artpdf/a1.pdf

O Zero Absoluto – Escala Kelvin Não há, no universo físico conhecido, temperatura abaixo desse valor. O zero absoluto corresponde a um estado em que as partículas de um corpo, ou sistema, se encontram em repouso absoluto. Como a pressão de um gás é consequência da agitação de suas partículas, Thompson concluiu que a temperatura deveria diminuir de 273 oC até que cessasse totalmente a agitação térmica das partículas. O Zero Absoluto – Escala Kelvin – História – Por volta do século XIX, o cientista inglês William Thompson (Lord Kelvin) verificou empiricamente que um gás, ao ser resfriado de 0 oC a –1 oC, a volume constante, tinha sua pressão diminuída de 1/273 do valor inicial.

Relação entre as Escalas oC oF K oF P.G. 32o 0o 100o 273 212o P.V. 373 TC TF TK Relação entre as Escalas

Relaxando...

TESTES DE SALA – PÁG 29 (UFBA-08) [...] A solução encontrada foi a utilização de uma espécie de caixa com espelhos de material supercondutor ultra-reflexivos, de 2,7cm de largura, resfriada a 0,5 grau do zero absoluto. [...] Os detectores convencionais de luz funcionam, porque absorvem os fótons, destruindo-os. (04) A caixa com espelhos ultra-reflexivos utilizada para aprisionar o fóton foi resfriada a -273°C.

(UFBA-09) “A fome é como um incêndio frio...” “...é como uma corrente de anzóis que nos crava por dentro.” O poeta chileno Pablo Neruda (1904-1973) descreveu assim a dor da carência de comida e termina pedindo utopicamente “...um prato grande como a Lua, onde todos almocemos”. Do ponto de vista biológico, a fome pode ser assim descrita: Nas primeiras horas, é um suave vazio no estômago. Nos primeiros dias, come as forças. Os movimentos são lentos, a água é fundamental. Os níveis de glicose e pressão estão baixos. Nas primeiras semanas, a fome é um desespero que transforma o corpo no reino da doença e da dor.

Considerando-se aspectos relacionados à alimentação, são verdadeiras as proposições: (16) A temperatura de uma pessoa que, no estado febril, sente frio é inferior a 310,0K.

(UFBA-2010) Na vida quase tudo parece depender das estrelas (UFBA-2010) Na vida quase tudo parece depender das estrelas.Ou melhor, tudo em nossas vidas depende efetivamente de um desses corpos celestes: O Sol, nossa estrela central. Basta lembrar que a vida existe, porque existe a luz do sol. Conhecer como nascem, vivem e morrem as estrelas é conhecer como surge a luz, bem como tudo aquilo que dá origem e serve de sustentação à vida. No caso particular de um embrião estelar cuja massa seja igual à do Sol, quando as temperaturas no núcleo atingem cerca de 12 milhões de Kelvins, átomos de hidrogênio começam a se fundir, por meio de um processo chamado fusão termonuclear, que consiste na aglutinação de dois átomos, para formar um terceiro, mais pesado. Para estrelas com massa bem maior que a do Sol , a morte acontecerá na forma de uma explosão catastrófica.

A tragédia anuncia-se quando a temperatura do núcleo atinge cerca de 5 bilhões de Kelvins. Pode-se falar de quatro grupos taxonômicos no mundo estelar: as estrelas anãs, as subgigantes, as gigantes e as supergigantes. Em cada um desses grupos, as estrelas podem ainda ser classificadas em azuis, amarelas e vermelhas. Aquelas mais quentes apresentam cores azuis; as de temperaturas intermediárias são amarelas; as mais frias têm tons avermelhados. Sobre nascimento, vida e morte das estrelas e gênese da vida, é correto afirmar: (64) A morte de estrelas com massa bem maior do que a do Sol ocorre quando a temperatura do núcleo é da ordem de 1010 °C.