Termodinâmica

1. 24/08/2020 1
FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa
Introdução à Termodinâmica
Departamento de Ciências Exatas – Engenharia
Termodinâmica – Aula Introdutória 01
Prof. MSc. PhD. Alberto Lozéa Feijó Soares
E-mail: alberto.soares@fmu.br

2. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 2
Algumas perguntas importantes
✓ Por que sentimos CALOR?
✓ Como o CALOR afeta a Física?

3. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 3
Algumas perguntas importantes
✓ O que é CALOR?

4. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 4
✓ O que é TEMPERATURA?
Algumas perguntas importantes

5. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 5
Introdução à Termometria
✓ O que é FÍSICA?
✓ O que é TERMOLOGIA?
TERMOLOGIA, do Grego “termo” que significa “calor e
“logia” que significa estudo, é a parte da Física encarregada
de estudar o calor e seus efeitos sobre a matéria. A
Termologia está intimamente ligada à energia térmica,
estudando a transmissão dessa energia e os efeitos
produzidos por ela quando é fornecida ou retirada de um
corpo. [2]
A FÍSICA, que se origina no Grego “physis” e que significa
“natureza”, é a ciência que estuda as leis naturais. É o ramo
do conhecimento humano responsável pelo estudo dos
fenômenos da natureza e suas possíveis aplicações práticas
[1]. A Física tem seu lado empírico que estuda as leis da
natureza através de experimentos e seu lado teórico que
descreve essas leis através de descrições matemáticas.

6. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 6
Introdução à Termometria
✓ Por que em dias frios nossos corpos tremem?
✓ Se deixarmos uma garrafa de vinho no congelador, ela acaba rachando
quando o líquido se solidifica. Você saberia dizer por quê?
✓ Por que cubos de gelo racham quando colocamos água quente nele?

7. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 7
Introdução à Termometria
✓ Por que os cubos de gelo rachar em bebidas quentes?
Fonte: https://youtu.be/sPScqP3mFKQ

8. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 8
Introdução à Termometria
A TERMOMETRIA é uma parte da TERMOLOGIA que estuda a temperatura e como
medi-la [3]. Termologia e Termometria estão diretamente ligadas a Temperatura e Calor.
✓ Mas qual é a definição de Temperatura e Calor?
✓ Como medir Temperatura e Calor?
Vamos imaginar a seguinte situação. Ao colocar as mãos em algo “quente” ou “frio”
simultaneamente, tempos sensações completamente diferentes.
Estado
térmico
“frio”
Estado
térmico
“quente”

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Definição de Temperatura
A Temperatura está relacionada com o ESTADO MICROSCÓPICO ou a AGITAÇÃO
TÉRMICA, ou seja, a energia do movimento dos átomos e moléculas de um corpo.
Quente Frio
TEMPERATURA é a medida média da agitação térmica ou energia
térmica das partículas de um corpo ou sistema físico [4].

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Dentro do âmbito da Engenharia, não há
necessidade de definir a TEMPERATURA com
este grau de sofisticação. Neste nível de
conhecimento, basta diferenciarmos ESTADOS
TÉRMICOS como no experimento de sensações
“quente” e “frio”.
Pensando deste modo, sua mão poderia ser um
instrumento rudimentar para medir DIFERENTES
ESTADOS TÉRMICOS. Deste modo podemos
definir TEMPERATURA de uma maneira mais
simples:
TEMPERATURA é uma grandeza física mensurável através de
PROPRIEDADES TERMOMÉTRICAS (dilatação de um sólido, variação
de corrente e etc.) que define um certo ESTADO TÉRMICO [5].
Definição de Temperatura

11. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 11
Definição de Temperatura
✓ O pirômetro óptico pode medir altas temperaturas utilizando intensidade das
radiações por um objeto muito aquecido. Muito usado em fundições e
siderúrgicas.
Exemplos de GRANDEZAS TERMOMÉTRICAS:

12. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 12
Definição de Calor
✓ O que é CALOR?
TA TB
O CALOR é ENERGIA de natureza térmica em trânsito devido a diferença de
TEMPERATURA entre dois ou mais corpos até que as temperaturas se igualem.
O FLUXO DE CALOR sempre acontecerá do corpo com maior temperatura para
o copo com menor temperatura.
𝑄
TA>TB
TA<TB
Sejam dois corpos iguais feitos do mesmo material com temperaturas TA e TB:
A transferência de calor cessará quando o EQUILÍBRIO TÉRMICO for atingido,
ou seja:
𝑇𝐴 = 𝑇𝐵

13. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 13
Modos de transferência de Calor
Existem três maneiras de transferir CALOR:
Condução
Convecção
Radiação

14. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 14
Condução
Tempetura
mais
elevada
Tempetura
mais
baixa
A CONDUÇÃO é o processo de transferência de ENERGIA de natureza térmica
através de um meio material, sem transporte de matéria. A ENERGIA TÉRMICA
(CALOR) se propaga de partícula para partícula do meio. Ocorre
principalmente nos materiais sólidos [6].

15. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 15
Convecção
A CONVECÇÃO é o processo de transmissão de CALOR em que a ENERGIA TÉRMICA se
propaga através do transporte de matéria, devido a uma diferença de DENSIDADE e a
ação da GRAVIDADE. Este processo ocorre somente com os fluidos, isto é, com os
líquidos e com os gases, pois na CONVECÇÃO TÉRMICA há transporte de matéria [7].

16. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 16
Radiação
A RADIAÇÃO é a emissão de ENERGIA por uma fonte na forma de ondas
electromagnéticas ou partículas de alta ENERGIA. A RADIAÇÃO é
a TRANSFERÊNCIA DE CALOR por meio de raios infravermelhos. O calor
pode passar através do vácuo, viajando à mesma VELOCIDADE DA LUZ,
pode ser reflectido e refractado e não afecta o meio por onde passa [8].

17. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 17
Vídeo-aulas recomendadas
[1] “Física II - Aula 20 - Energia, calor e temperatura”, Canal UNIVESP, último acesso em
24/08/2020 às 17:17, https://youtu.be/veMe-K-BL3U

18. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 18
Vídeo-aulas recomendadas
[2] “Física Geral - Aula 17 - Termodinâmica: Conceitos básicos”, Canal UNIVESP, último
acesso em 24/08/2020 às 17:02, https://youtu.be/gtusn3CB5Iw

19. 24/08/2020 FMU - Termodinâmica V3.0 - Prof. A. Lozéa 19
Referências Bibliográficas
[1] “O que é Física”, Mundo Educação, último acesso em 04/07/2014 às 22:15,
http://www.mundoeducacao.com/fisica/o-que-fisica.htm.
[2] “O que é Termologia”, Mundo Educação, último acesso em 04/07/2014 às 21:40,
http://www.mundoeducacao.com/fisica/termologia.htm
[3] O que é Termometria, InfoEscola, último acesso em 05/07/2014 às 15:30,
http://www.infoescola.com/fisica/termometria/
[4] FUKE, CARLOS & KAZUHITO, Os Alicerces da Física, V2, 15ª Ed., Editora Saraiva, São
Paulo, 2007, Cap. 1, Pg. 17.
[5] Temperatura, Só Física, último acesso em 06/07/2014 às 13:30,
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Termometria/temperatura.php
[6] Condução, último acesso em 10/07/2014 às 17:40,
http://www.if.ufrgs.br/mpef/mef008/mef008_02/Beatriz/conducao.htm
[7] Convecção, último acesso em 10/07/2014 às 20:00,
http://www.if.ufrgs.br/mpef/mef008/mef008_02/Beatriz/conveccao.htm
[8] Radiação térmica, último acesso em 10/07/2014 às 21:40,
http://www.futureng.pt/radiacao