Conceitos de temperatura e calor

Temperatura e calor

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

2. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
TERMOLOGIA
Éapartedafísicaqueestudaosfenômenosrelativosao
aquecimento,aoresfriamentoouàsmudançasdeestadofísico
emcorposquerecebemoucedemenergia.Temperaturae
CalorsãoobjetosdeestudodaTermologia.

3. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
TEMPERATURA
Temperaturaéagrandezafísicaassociadaaoestadode
movimentoouàagitaçãodaspartículasquecompõemos
corpos(1).
Moléculasmuitoagitadas=Temperaturaalta.
Moléculaspoucoagitadas=Temperaturabaixa.

4. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
MEDIÇÃO DE TEMPERATURA
Otermoscópiofoioprimeiroinstrumento
construídoparamediratemperatura,em
1597porGalileuGalilei.
Consisteemumbulbocheiodear,providodeum
tuboimersoemumrecipientecontendoum
líquido.Quandooaraqueceapressãoaumenta
eolíquidodesce.
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.

5. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
TERMÔMETROS
Tododispositivousadoparamedirtemperaturaéchamadode
termômetro.
Háváriostiposdetermômetros.Osmaiscomunssão:
Termômetroclínico;
Termômetrodelâminabimetálica;
Termômetroagás;
Termômetroderua.
.

6. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Termômetro Clínico
Temporfinalidademediratemperaturadocorpohumano,por
issoindicavaloresentre35°Ce42°C.
.
Imagem: Menchi / GNU Free Documentation License

7. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Termômetro de Lâmina Bimetálica
Éutilizadoparaavaliaratemperaturaemambientesfechados,
comofornosecâmarasfrigoríficas.
Imagem: 1
-
1111 / GNU Free Documentation License

8. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Termômetro a Gás
Éutilizadoparamedirbaixastemperaturas.Émuitousadoem
laboratóriosdepesquisa.
Imagem: Kuroisam / Public Domain. (Tradução Nossa).

9. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Termômetro de Rua
Éutilizadopararegistraratemperaturadoarnolocal.Consiste
emumcircuitoelétriconointeriordeumrelógiodigital,que
captaatemperaturadoambiente.
Imagem: ŠJů / Creative Commons Attribution
-
Share
Alike 3.0 Unported.

10. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
EQUILÍBRIO TÉRMICO
Todososcorpos,semprequepossível,tendemair
espontaneamenteparaomesmoestadotérmico.
Portanto:
“Doisoumaissistemasfísicosestãoemequilíbriotérmicoentre
siquandosuastemperaturassãoiguais”(2).

11. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Aspartículasdaágua“quente”fornecempartedesuaenergia
deagitaçãoparaaspartículasdaágua“fria”evice-versa.A
trocadeenergiasóéinterrompidaquandooequilíbriotérmicoé
atingido.
Imagem: SEE
-
PE, redesenhado a partir de
imagem de Autor Desconhecido.

12. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
CALOR
Caloréatransferênciadeenergiadeumobjetoousistema
paraoutro,emrazão,exclusivamente,dadiferençade
temperaturaentreeles.

13. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
TEORIA DO CALOR COMO SUBSTÂNCIA (CALÓRICO)
NoséculoXVIII,ocaloreraconsideradoumaespéciede
substânciainvisívelouumtipodefluido.
Segundoessateoria,asubstância“calor”ou“calórico”
apresentavacaracterísticasespeciais:
penetravafacilmentenamatéria;
eraatraídapelamatéria;
nãopodiasercriadanemdestruída;
nãopossuíamassa.

14. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Ateoriadocalóricosetornouobsoleta,quandonãoconseguiu
explicaroaquecimentoprovocadoporatritoentredoisobjetos,
comoumesfregardemãos,porexemplo.
Imagem: Lubyanka / Creative Commons Attribution
-
Share
Alike 3.0 Unported.

15. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
AS UNIDADES DE MEDIDA DO CALOR
AunidadeoficialdecalornoSistemaInternacionaldeUnidades
(SI)éoJoule(J).
Noentanto,naresoluçãodeproblemasdetrocadecalor,dá-se
preferência,porrazõeshistóricas,àunidadecaloria(cal).
1 cal = 4,18 J

16. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Caloriaéquantidadedecalorque1gramadeáguapuradeve
receber,sobpressãonormal,paraquesuatemperaturaseja
elevadade14,5°Cpara15,5°C.
Aunidademúltiplaquilocaloria(kcal)tambémémuitousada
namedidadequantidadedecalor.
1kcal=1000cal=10
3
cal

17. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR
Amudançadaenergiatérmicadaregiãodemaiortemperatura
paraademenortemperaturapodeserprocessadadetrês
maneirasdistintas:
condução;
convecção;
Irradiação.

18. 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.

19. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
CONDUTORES E ISOLANTES TÉRMICOS
Condutorestérmicossãomateriaisnosquaisoprocessode
conduçãodocaloréacentuado.
Exemplo:osmetais.
Imagem: grongar / Creative Commons Attribution 2.0 Generic.

20. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Isolantestérmicossãomateriaisnosquaisocorrepoucaou
nenhumatransmissãodecalor.
Exemplos:madeiraeisopor.
Imagem: przykuta / Creative Commons
Attribution
-
Share Alike 3.0 Unported.
Imagem: Eurritimia / Creative Commons
Attribution
-
Share Alike 2.0 Unported.

21. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
CONVECÇÃO TÉRMICA
Éoprocessodepropagaçãodecalor,noqualaenergiatérmica
sepropagapelamovimentaçãodemassaslíquidasou
gasosas,quealteramsuasposiçõesnomeiodevidoà
diferençadedensidade.

22. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Atransferênciadeenergiaporconvecção,sóocorreem
materiaisfluidos(líquidosougases).
Éumfenômenocíclico,noqualformam-secorrentesde
convecção,ouseja,ofluido(arouágua)maisquentetendea
subireomaisfriotendeadescer.

23. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Arefrigeraçãodosalimentosemrefrigeradoresdomésticos,
assimcomooaquecimentodaáguaemumachaleira
acontecemporcorrentesdeconvecção.
Imagem: Oni Lukos / GNU Free Documentation License
Imagem: SEE
-
PE, redesenhado a partir de imagem de
Autor Desconhecido.

24. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Asbrisasqueocorremnasregiõeslitorâneaspodemser
explicadaspelaexistênciadecorrentesdeconvecção(3).
Imagem: Yue Guan / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
(Tradução Nossa).

25. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
IRRADIAÇÃO TÉRMICA
Éoprocessodepropagaçãodecaloremqueaenergiatérmica
sepropagasobaformadeondaseletromagnéticas.
Aenergiachegaatéoindivíduo,porumtipoderadiaçãoquese
propagatantonamatéria,comonovácuo.

26. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
AenergiadoSol,queviajanovácuoeaqueceonossoplaneta,
étransmitidaporirradiaçãotérmica.
Imagem: SEE
-
PE, redesenhado a partir de imagem de
Autor Desconhecido.
Imagem da terra: Heikenwaelder Hugo, Austria / Creative
CommonsAttribution-Share Alike 2.5 Generic.

27. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Algunsmateriaiscomoovidroeoplásticodificultama
passagemdaradiaçãotérmica(formadetransmissãodocalor
pormeioderadiaçãoeletromagnética),maspermitema
passagemdaluz,porissoamaioriadasestufaspossuem
coberturadevidrooudeplástico.
Imagem: Joseolgon /
Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

28. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
EFEITO ESTUFA
Apresençadevapordeáguaegáscarbônicofazaatmosfera
retergrandepartedasondasemitidaspelosobjetosda
superfícieterrestre.EsseefeitoéfundamentalparaqueaTerra
tenhaumatemperaturamédiaadequada.

29. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
Apreocupaçãodoscientistaséporqueasatividadeshumanas
estãoaumentandomuitoesseefeito.
Então,deumfenômenobenéficoeessencial,oefeitoestufa
poderásetornarcatastrófico.

30. 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.

31. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
DIFERENÇA ENTRE TEMPERATURA E CALOR
Temperaturaéamedidadograudeagitaçãodasmoléculasde
umsistema.
Caloréaformadetransferirenergiadeumcorpoousistema
paraoutro.

32. Física, 2°ano
Conceito de Temperatura e Calor
LEMBRANDO
Apropagaçãodocalorpodeocorrerportrêsprocessos:
condução,convecçãoeirradiação.
Aconduçãoacontece,emgeral,nossólidos.
Aconvecçãopredominanoslíquidosegases,atravésde
correntesdeconvecção.
Airradiaçãoocorrepelaradiação;nãoénecessáriaa
presençadamatéria.

33. Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
4Galilean 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_Vall
eriani-
GalileoEngineer/MV_GE_Col_Img_03.jpg/showI
mage
09/03/2012
6Menchi / GNU Free Documentation Licensehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Clinical
_thermometer_38.7.JPG
09/03/2012
71-1111 / GNU Free Documentation Licensehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:20050
501_1315_2558-Bimetall-
Zeigerthermometer.jpg
09/03/2012
8Kuroisam / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Termo
metroDeGas.png
09/03/2012
9ŠJu / Creative Commons Attribution-Share Alike
3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Prosek,
_displej_%C4%8Dasu_a_teploty_a_kamera,_tep
lota.jpg
09/03/2012
11SEE-PE Acervo SEE-PE 09/03/2012
14Lubyanka / Creative Commons Attribution-Share
Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Massa
ge-hand-4.jpg
09/03/2012
18Clive M. Countryman / Forest Service -United
States Department of Agriculture / U.S. Public
Domain.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cup_fo
r_Heat_Conduction_2010-08-17.png
09/03/2012
Tabela de Imagens

34. Tabela de Imagens
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
19grongar / Creative Commons Attribution 2.0
Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bain-
marie.jpg?uselang=en
09/03/2012
20aprzykuta / Creative Commons Attribution-Share
Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SMBL_l
yzki_p.jpg
09/03/2012
20bEurritimia / Creative Commons Attribution-Share
Alike 2.0 Unported.
http://www.flickr.com/photos/26631758@N00/4
248143211/
09/03/2012
23aSEE-PE Acervo SEE-PE 09/03/2012
23bOni Lukos / GNU Free Documentation Licensehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Convect
ion.gif
09/03/2012
24Yue Guan / Creative Commons Attribution-Share
Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Diurnal
_wind_change_in_coastal_area.png
09/03/2012
26aSEE-PE, redesenhado a partir de imagem de
Autor Desconhecido.
Acervo SEE-PE 19/03/2012
26bHeikenwaelder Hugo, Austria / Creative
CommonsAttribution-Share Alike 2.5 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Celestia
_earth2.jpg
19/03/2012
27Joseolgon / Creative Commons Attribution-Share
Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Braga_P
edagogical_Farm_Estufa.jpg
09/03/2012
30aSEE-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.
19/03/2012
30bHeikenwaelder Hugo, Austria / Creative
CommonsAttribution-Share Alike 2.5 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Celestia
_earth2.jpg
19/03/2012