COLÉGIO MILITAR de FORTALEZA

Apresentação em tema: "COLÉGIO MILITAR de FORTALEZA"— Transcrição da apresentação:

1 COLÉGIO MILITAR de FORTALEZA
MINISTÉRIO da DEFESA EXÉRCITO BRASILEIRO D E C Ex DEPA COLÉGIO MILITAR de FORTALEZA TERMOMETRIA e CALORIMETRIA 1

2 Dilatação térmica dos sólidos
Quando aquecemos um sólido podemos estudar as seguintes formas de dilatação: SUPERFICIAL LINEAR VOLUMÉTRICA

3 Dilatação térmica dos sólidos
Quando aquecemos um sólido qualquer, as suas dimensões geralmente aumentam. A este aumento das dimensões de um sólido, devido ao aquecimento, chamamos de dilatação térmica. As propriedades físicas de um corpo, tais como comprimento, dureza, condutividade elétrica, todas podem ser alteradas em função da alteração na temperatura desse corpo.

4 CALORIMETRIA A dilatação ocorre porque um corpo é composto por moléculas, quando o corpo sofre um aquecimento o grau de agitação das moléculas aumenta, aumentando também a temperatura e conseqüentemente a variação considerável nas dimensões, superfícies e no volume do corpo.

5 Dilatação térmica dos sólidos
DILATAÇÃO LINEAR A variação de comprimento de uma barra é diretamente proporcional à variação de temperatura.

6 DILATAÇÃO SUPERFICIAL
CALORIMETRIA DILATAÇÃO SUPERFICIAL A dilatação superficial é aquela na qual ocorre variação na área do corpo.

7 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA
CALORIMETRIA DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA É aquela em que ocorre quando existe variação das três dimensões de um corpo: comprimento, largura e espessura

8 CALORIMETRIA A esfera metálica passa pela argola com folga. Após o aquecimento e a conseqüente dilatação, a esfera metálica não atravessa mais a argola.

9 São estudadas ainda, separadamente,
CALORIMETRIA São estudadas ainda, separadamente, as formas de dilatação dos líquidos e dos gases.

10 Dilatação dos Líquidos
Os líquidos, assim como os sólidos, sofrem dilatação ao serem aquecidos. Para determinar qual a dilatação sofrida pelos líquidos seguimos as mesmas regras estudadas para os sólidos. É importante lembrar que os líquidos não apresentam forma própria, eles adquirem a forma do recipiente. Sendo assim não faz sentido estudar dilatação linear ou superficial, mas sim a dilatação volumétrica do recipiente no qual se encontra o líquido.

11 CALORIMETRIA Ao ser aquecido, o conjunto recipiente + líquido vai dilatar. É evidente que o frasco que contém o líquido vai dilatar assim como o líquido, contudo esse apresentará apenas dilatação aparente. A dilatação real que o líquido sofre é maior que a dilatação aparente e é igual à soma da dilatação do recipiente e da dilatação aparente. As equações que determinam a dilatação dos líquidos são:

12 CALORIMETRIA Dilatação dos líquidos: Dilatação do recipiente:
Onde γ é chamado de coeficiente de dilatação volumétrica e pode ser calculado a partir do cálculo da dilatação do recipiente e da dilatação aparente do líquido, que podem ser calculadas da seguinte forma: Dilatação do recipiente: Dilatação aparente: Como já foi dito, a dilatação real que o líquido sofre é igual à soma dessas duas dilatações descritas acima. Ao fazer o somatório dessas duas dilatações podemos chegar a uma equação que determina o coeficiente de dilatação volumétrica, veja:

13 Dilatação irregular da água e sua importância para sobrevivência de seres vivos nas regiões frias
Sabemos que sólidos e líquidos ao serem aquecidos tem seu volume aumentado. Contudo, existem algumas substâncias que em determinados intervalos de temperatura sofrem o processo inverso, ao aumentar a temperatura eles diminuem o volume. Nesse intervalo, essas substâncias apresentam coeficiente de dilatação negativo. A água é uma dessas substâncias. Quando a sua temperatura é au-mentada, entre 0°C e 4°C, seu volume diminui. Ao elevar sua temperatura para mais de 4°C volta a dilatar normalmente.

14 Dilatação irregular da água e sua importância para sobrevivência de seres vivos nas regiões frias
E como se explica essa anomalia? Para explicar essa particularidade da água, um paradoxo apenas aparente, teremos que fazer um estudo de sua estrutura atômica. As moléculas de água interagem entre si de uma forma ordenada, ou seja, cada uma delas pode atrair somente a quatro outras moléculas vizinhas, cujos centros, como resultado dessa união, formam um tetraedro. Ilustremos isso:

15 Esse comportamento é explicado pela existência de um tipo especial de ligação entre suas moléculas: as chamadas pontes de hidrogênio. Essa ligação é de natureza elétrica e ocorre entre átomos de hidrogênio de moléculas diferentes. As pontes de hidrogênio estabelecem-se porque as moléculas de água são polares, isto é, apresentam certa polaridade elétrica. Portanto, quando a temperatura de certa quantidade de água aumenta a partir de 0 ºC, ocorrem dois efeitos que se opõem quanto à sua manifestação macroscópica. • a maior agitação térmica molecular produz um aumento na distância média entre as moléculas, o que se traduz por um aumento de volume. • as pontes de hidrogênio se rompem, e em razão desse rompimento, na nova situação de equilíbrio, as moléculas se aproximam umas das outras, o que se traduz por uma diminuição do volume.

16 Dilatação irregular da água e sua importância para sobrevivência de seres vivos nas regiões frias
Ambos os efeitos estão sempre ocorrendo. A predominância de um ou outro efeito é que vai acarretar na dilatação ou contração da água. Daí podemos concluir que, de 0º C a 4º C, predomina o segundo efeito (rompimento das pontes de hidrogênio), acarretando a contração da água. No aquecimento acima de 4 ºC, o efeito predominante passa a ser o primeiro (aumento da distância entre as moléculas) e, por isso, ocorre a dilatação.

17 Dilatação irregular da água e sua importância para sobrevivência de seres vivos nas regiões frias
Esse fenômeno ocorre em países onde o inverno é muito rigoroso. Nesses países, os lagos e rios se congelam na superfície e a água de máxima densidade se encontra, a 4°C, por debaixo da camada de gelo. Esse é um acontecimento muito importante para a fauna e flora aquática, pois sem essa anormalidade da água os peixes e as plantas aquáticas morreriam, causando danos ao ambiente.

18 Dilatação irregular da água e sua importância para sobrevivência de seres vivos nas regiões frias

19 Estude ESTUDE