CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - FÍSICA Ensino Médio, 2ª Série CONCEITO DE TEMPERATURA E CALOR

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor TERMOLOGIA É a parte da física que estuda os fenômenos relativos ao aquecimento, ao resfriamento ou às mudanças de estado físico em corpos que recebem ou cedem energia. Temperatura e Calor são objetos de estudo da Termologia.

Moléculas muito agitadas = Temperatura alta. Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor TEMPERATURA Temperatura é a grandeza física associada ao estado de movimento ou à agitação das partículas que compõem os corpos (1). Moléculas muito agitadas = Temperatura alta. Moléculas pouco agitadas = Temperatura baixa.

MEDIÇÃO DE TEMPERATURA Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor MEDIÇÃO DE TEMPERATURA O termoscópio foi o primeiro instrumento construído para medir a temperatura, em 1597 por Galileu Galilei. Consiste em um bulbo cheio de ar, provido de um tubo imerso em um recipiente contendo um líquido. Quando o ar aquece a pressão aumenta e o líquido desce. Imagem: Galilean thermoscope. Reproduction of the Institute and Museum for the History of Science of Florence. Source: Photo of Franca Principe - IMSS Florence. / Max Planck Institute for the History of Science / Berlin Declaration on Open Access to Knowledge in the Sciences and Humanities.

Todo dispositivo usado para medir temperatura é chamado de termômetro. Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor TERMÔMETROS Todo dispositivo usado para medir temperatura é chamado de termômetro. Há vários tipos de termômetros. Os mais comuns são: Termômetro clínico; Termômetro de lâmina bimetálica; Termômetro a gás; Termômetro de rua. .

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor Termômetro Clínico Tem por finalidade medir a temperatura do corpo humano, por isso indica valores entre 35 °C e 42 °C. . Imagem: Menchi / GNU Free Documentation License

Termômetro de Lâmina Bimetálica Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor Termômetro de Lâmina Bimetálica É utilizado para avaliar a temperatura em ambientes fechados, como fornos e câmaras frigoríficas. Imagem: 1-1111 / GNU Free Documentation License

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor Termômetro a Gás É utilizado para medir baixas temperaturas. É muito usado em laboratórios de pesquisa. Imagem: Kuroisam / Public Domain. (Tradução Nossa).

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor Termômetro de Rua É utilizado para registrar a temperatura do ar no local. Consiste em um circuito elétrico no interior de um relógio digital, que capta a temperatura do ambiente. Imagem: ŠJů / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor EQUILÍBRIO TÉRMICO Todos os corpos, sempre que possível, tendem a ir espontaneamente para o mesmo estado térmico. Portanto: “Dois ou mais sistemas físicos estão em equilíbrio térmico entre si quando suas temperaturas são iguais” (2).

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor As partículas da água “quente” fornecem parte de sua energia de agitação para as partículas da água “fria” e vice-versa. A troca de energia só é interrompida quando o equilíbrio térmico é atingido. Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor CALOR Calor é a transferência de energia de um objeto ou sistema para outro, em razão, exclusivamente, da diferença de temperatura entre eles.

TEORIA DO CALOR COMO SUBSTÂNCIA (CALÓRICO) Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor TEORIA DO CALOR COMO SUBSTÂNCIA (CALÓRICO) No século XVIII, o calor era considerado uma espécie de substância invisível ou um tipo de fluido. Segundo essa teoria, a substância “calor” ou “calórico” apresentava características especiais: penetrava facilmente na matéria; era atraída pela matéria; não podia ser criada nem destruída; não possuía massa.

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor A teoria do calórico se tornou obsoleta, quando não conseguiu explicar o aquecimento provocado por atrito entre dois objetos, como um esfregar de mãos , por exemplo. Imagem: Lubyanka / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

AS UNIDADES DE MEDIDA DO CALOR Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor AS UNIDADES DE MEDIDA DO CALOR A unidade oficial de calor no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Joule (J). No entanto, na resolução de problemas de troca de calor, dá-se preferência, por razões históricas, à unidade caloria (cal). 1 cal = 4,18 J

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor Caloria é quantidade de calor que 1 grama de água pura deve receber, sob pressão normal, para que sua temperatura seja elevada de 14,5 °C para 15,5 °C. A unidade múltipla quilocaloria (kcal) também é muito usada na medida de quantidade de calor. 1 kcal = 1 000 cal = 103 cal

PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR A mudança da energia térmica da região de maior temperatura para a de menor temperatura pode ser processada de três maneiras distintas: condução; convecção; Irradiação.

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor CONDUÇÃO TÉRMICA É o processo de propagação de calor, no qual a energia térmica passa de partícula para partícula em um meio. Condução de calor através de uma barra de metal. Imagem: Clive M. Countryman / Forest Service - United States Department of Agriculture / U.S. Public Domain.

CONDUTORES E ISOLANTES TÉRMICOS Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor CONDUTORES E ISOLANTES TÉRMICOS Condutores térmicos são materiais nos quais o processo de condução do calor é acentuado. Exemplo: os metais. Imagem: grongar / Creative Commons Attribution 2.0 Generic.

Exemplos: madeira e isopor. Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor Isolantes térmicos são materiais nos quais ocorre pouca ou nenhuma transmissão de calor. Exemplos: madeira e isopor. Imagem: przykuta / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. Imagem: Eurritimia / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Unported.

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor CONVECÇÃO TÉRMICA É o processo de propagação de calor, no qual a energia térmica se propaga pela movimentação de massas líquidas ou gasosas, que alteram suas posições no meio devido à diferença de densidade.

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor A transferência de energia por convecção, só ocorre em materiais fluidos (líquidos ou gases). É um fenômeno cíclico, no qual formam-se correntes de convecção, ou seja, o fluido (ar ou água) mais quente tende a subir e o mais frio tende a descer.

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor A refrigeração dos alimentos em refrigeradores domésticos, assim como o aquecimento da água em uma chaleira acontecem por correntes de convecção. Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido. Imagem: Oni Lukos / GNU Free Documentation License

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor As brisas que ocorrem nas regiões litorâneas podem ser explicadas pela existência de correntes de convecção (3). Imagem: Yue Guan / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. (Tradução Nossa).

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor IRRADIAÇÃO TÉRMICA É o processo de propagação de calor em que a energia térmica se propaga sob a forma de ondas eletromagnéticas. A energia chega até o indivíduo, por um tipo de radiação que se propaga tanto na matéria, como no vácuo.

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor A energia do Sol, que viaja no vácuo e aquece o nosso planeta, é transmitida por irradiação térmica. Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido. Imagem da terra: Heikenwaelder Hugo, Austria /  Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic.

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor Alguns materiais como o vidro e o plástico dificultam a passagem da radiação térmica (forma de transmissão do calor por meio de radiação eletromagnética), mas permitem a passagem da luz, por isso a maioria das estufas possuem cobertura de vidro ou de plástico. Imagem: Joseolgon / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor EFEITO ESTUFA A presença de vapor de água e gás carbônico faz a atmosfera reter grande parte das ondas emitidas pelos objetos da superfície terrestre. Esse efeito é fundamental para que a Terra tenha uma temperatura média adequada.

Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor A preocupação dos cientistas é porque as atividades humanas estão aumentando muito esse efeito. Então, de um fenômeno benéfico e essencial, o efeito estufa poderá se tornar catastrófico.

Conceito de Temperatura e Calor Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido / http://geographicae.wordpress.com/2007/05/08/o-efeito-de-estufa-ii/ Imagem da terra: Heikenwaelder Hugo, Austria /  Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic.

DIFERENÇA ENTRE TEMPERATURA E CALOR Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor DIFERENÇA ENTRE TEMPERATURA E CALOR Temperatura é a medida do grau de agitação das moléculas de um sistema. Calor é a forma de transferir energia de um corpo ou sistema para outro.

A condução acontece, em geral, nos sólidos. Física, 2° ano Conceito de Temperatura e Calor LEMBRANDO A propagação do calor pode ocorrer por três processos: condução, convecção e irradiação. A condução acontece, em geral, nos sólidos. A convecção predomina nos líquidos e gases, através de correntes de convecção. A irradiação ocorre pela radiação; não é necessária a presença da matéria.

Tabela de Imagens Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso   4 Galilean thermoscope. Reproduction of the Institute and Museum for the History of Science of Florence. Source: Photo of Franca Principe - IMSS Florence. / Max Planck Institute for the History of Science / Berlin Declaration on Open Access to Knowledge in the Sciences and Humanities http://www.mpiwg-berlin.mpg.de/en/research/projects/DEPT1_Valleriani-GalileoEngineer/MV_GE_Col_Img_03.jpg/showImage 09/03/2012 6 Menchi / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Clinical_thermometer_38.7.JPG 7 1-1111 / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:20050501_1315_2558-Bimetall-Zeigerthermometer.jpg 8 Kuroisam / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:TermometroDeGas.png 9 ŠJu / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Prosek,_displej_%C4%8Dasu_a_teploty_a_kamera,_teplota.jpg 11 SEE-PE Acervo SEE-PE 14 Lubyanka / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Massage-hand-4.jpg 18 Clive M. Countryman / Forest Service - United States Department of Agriculture / U.S. Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cup_for_Heat_Conduction_2010-08-17.png

Tabela de Imagens Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso   19 grongar / Creative Commons Attribution 2.0 Generic. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bain-marie.jpg?uselang=en 09/03/2012 20a przykuta / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SMBL_lyzki_p.jpg 20b Eurritimia / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Unported. http://www.flickr.com/photos/26631758@N00/4248143211/ 23a SEE-PE Acervo SEE-PE 23b Oni Lukos / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Convection.gif 24 Yue Guan / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Diurnal_wind_change_in_coastal_area.png 26a SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido. 19/03/2012 26b Heikenwaelder Hugo, Austria /  Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Celestia_earth2.jpg 27 Joseolgon / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Braga_Pedagogical_Farm_Estufa.jpg 30a SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido / http://geographicae.wordpress.com/2007/05/08/o-efeito-de-estufa-ii/ Acervo SEE-PE a partir de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Earth-Erde.jpg. 30b