Calor e Temperatura / Equilíbrio Térmico

Calor e Temperatura / Equilíbrio Térmico

Antes de passarmos para os conceitos de Calor e Temperatura, devemos revisar o conceito de ENERGIA

Energia

Sabe-se que energia é conservativa, ou seja, energia não pode ser destruída nem criada, apenas convertida. (1.ª Lei da Termodinâmica, proposta por Lavoisier!!!!!!!!) ****IMPORTANTE****

Mas o que seria energia?

Não há uma definição exata para energia, mas podemos dizer que ela está associada à capacidade de produção de ação e/ou movimento e manifesta-se de muitas formas diferentes, como movimento de corpos, calor, eletricidade, etc.

Sabendo disso, podemos agora ver os conceitos de Calor e Temperatura, para não confundir!!

Calor

 o Calor é, pois, a energia térmica transferida entre dois sistemas (sejam eles gases, líquidos ou sólidos) devido a uma diferença de temperatura existente entre eles *IMPORTANTE*.

O calor não é nenhuma entidade, não possui massa, nem é visível.

Ocorre transferência de calor entre partículas mais energéticas para outras menos energéticas. Logo, é incorreto dizer que um corpo possui calor. O que esse corpo possui é energia térmica!

O calor é, portanto, uma energia em movimento

Note que, no Sistema Internacional de Unidades (SI) o calor é medido em calorias (cal) ou joules (J).

OU SEJA, o fluxo de calor sempre ocorre espontaneamente em uma direção específica. Ele sempre vai do corpo mais quente (de maior temperatura) para o corpo mais frio (de menor temperatura). (2.ª Lei da Termodinâmica) *IMPORTANTE*

Já o que chamamos comumente de frio, é apenas a sensação produzida quando perdemos calor para outro corpo ou para o ambiente.

Temperatura

A temperatura, por sua vez, é uma grandeza física a qual designa a energia cinética (movimento ou agitação) das moléculas e o estado térmico de um corpo (quente ou frio).

Quanto mais quente (alta temperatura) se apresenta o corpo, maior será sua energia cinética, ou seja, a agitação das moléculas; e, quanto mais frio (baixa temperatura), menor será a agitação molecular.

A temperatura é medida em Kelvin (K)

O estado físico de uma substância depende de sua temperatura.

Agora que vimos o conceito de Calor e Temperatura, podemos analisar o conceito de Equilíbrio Térmico e entender melhor.

Equilíbrio Térmico

Com os conceitos estudados, vimos que para ter uma transferência de calor, é necessária uma diferença de temperatura.

A 2ª Lei da Termodinâmica permite demonstrar que o calor só pode ser transferido espontaneamente do corpo mais quente para o corpo mais frio. O equilíbrio térmico estabelece-se entre os dois corpos quando as suas temperaturas atingem o mesmo valor. Ocorrerá fluxo (ou transferência) de calor até que a diferença de temperatura seja nula.

Duas questões importantes:

"Nossa, tá muito calor hoje!!!"

O que há de errado com a frase?

Nos dias em que a temperatura ambiente está alta, podemos dizer que está quente e não que está calor. Nada pode estar calor, pois, como vimos, calor é apenas um fluxo.

“Feche o casaco para não deixar o frio entrar”

O que há de errado nessa frase?

Como visto, o frio não existe como grandeza física. Em dias frios, fechamos nossos casacos para reduzir a quantidade de calor que perdemos para o ambiente, reduzindo assim a sensação de frio.

CURIOSIDADES!

Meninos, esses slides a seguir não caem na provinha de vocês, viu? É só para quem quiser dar uma aprofundada no conteúdo :)))

Quem não quiser ver, basta pular para o slide que começa os ''Exercícios".

Curiosidade 01:

Neste momento, uma dúvida que pode surgir é: Existe alguma temperatura, baixa o suficiente, onde as partículas estejam completamente paradas?

Sim!!

A menor temperatura que um corpo pode atingir é o chamado zero absoluto. Essa temperatura seria igual a 0 K (kelvin) ou -273 ºC

(graus célsius)

Curiosidade 02:

Você já deve ter percebido que alguns materiais são melhores que outros para dissipar o calor. Essa propriedade está relacionada com a condutividade térmica dos materiais. A condutividade térmica mede a capacidade de um corpo de transmitir calor. Essa propriedade depende, dentre outros fatores, da composição, estado físico, espessura do corpo e da diferença de temperatura entre os corpos interagentes.

Exemplo 01:

Quando manuseamos talheres que são produzidos com partes metálicas e de madeira, por exemplo, é fácil perceber uma grande diferença na sensação de temperatura. Apesar de as partes dos talheres estarem na mesma temperatura, a transferência de calor para o metal é muito mais eficiente. Por isso você pode ter a sensação que o metal ou está mais quente, ou está mais frio.

Mesma coisa acontece com a panela!

Exemplo 02:

Você sabia que o gelo é um execelente isolante térmico?

Doido né??

Isso torna possível os esquimós viverem em seus iglus: casas construídas com gelo. Quando estão dentro dos iglus, os corpos dos esquimós produzem calor, que é refletido pelas paredes de gelo, mantendo o interior de seus lares mais quente que o exterior.

Curiosidade 03:

A temperatura do ar é regulada pela umidade presente nele e por sua circulação — que envolve a oscilação das massas de ar na atmosfera e a dinâmica dos ventos através da paisagem. Este é o calor que sentimos nos nossos corpos, além de ser este o que determina o nosso nível de conforto térmico.

Já a temperatura da superfície representa a energia solar absorvida e reemitida ao ambiente e, muitas vezes, ela é significativamente superior à temperatura do ar.

Mas isso é fácil de entender, afinal, você certamente já deve ter percebido que, quando caminha descalço sobre a areia ou a calçada em dias de muito sol, a sensação de calor é muito maior nos pés do que no resto do corpo.

Estação de medição da temperatura do ar Fonte da imagem: Reprodução/NASA

Exercícios

Multiple Choice

Questão 01

A temperatura é uma grandeza física que mede:

• a) grau de agitação das moléculas

• b) calor

• c) pressão

• d) volume

• e) densidade

Multiple Choice

Questão 02

Assinale a alternativa que define de forma correta o que é temperatura:

• a) É a energia que se transmite de um corpo a outro em virtude de uma diferença de temperatura.

• b) Grau de agitação das moléculas. Quanto mais agitadas as partículas de um corpo, menor será sua temperatura.

• c) Energia térmica em trânsito.

• d) É uma forma de calor.

• e) Grau de agitação das moléculas. Quanto mais agitadas as partículas de um corpo, maior será sua temperatura.

Multiple Choice

Questão 03

O calor é definido como uma energia térmica que flui entre os corpos. O fluxo de calor entre dois corpos em contato se deve inicialmente a:

• a) temperaturas dos corpos serem iguais

• b) temperatura dos corpos serem diferentes

• c) os corpos estarem muito quentes

• d) os corpos estarem muito frios

• e) nenhuma das alternativas

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