Conceitos de temperatura e calor.ppt

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.

Física, 2° ano
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.

Física, 2° ano
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.

Física, 2° ano
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
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

Física, 2° ano
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
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
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
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3.0
Unported.

Física, 2° ano
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
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,
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partir
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de
Autor
Desconhecido.

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

Física, 2° ano
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
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
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3.0
Unported.

Física, 2° ano
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
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

Física, 2° ano
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
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.

Física, 2° ano
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.

Física, 2° ano
Isolantes térmicos são materiais nos quais ocorre pouca ou
nenhuma transmissão de calor.
Exemplos: madeira e isopor.
Imagem:
przykuta
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Commons
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Imagem:
Eurritimia
/
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2.0
Unported.

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

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

Física, 2° ano
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
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
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.

Física, 2° ano
Imagem:
SEE-PE,
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imagem
de
Autor
Desconhecido
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Imagem
da
terra:
Heikenwaelder
Hugo,
Austria
/
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2.5
Generic.

Física, 2° ano
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.

Física, 2° ano
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.

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_Vall
eriani-
GalileoEngineer/MV_GE_Col_Img_03.jpg/showI
mage
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6 Menchi / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Clinical
_thermometer_38.7.JPG
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7 1-1111 / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:20050
501_1315_2558-Bimetall-
Zeigerthermometer.jpg
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8 Kuroisam / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Termo
metroDeGas.png
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_displej_%C4%8Dasu_a_teploty_a_kamera,_tep
lota.jpg
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11 SEE-PE Acervo SEE-PE 09/03/2012
14 Lubyanka / Creative Commons Attribution-Share
Alike 3.0 Unported.
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ge-hand-4.jpg
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States Department of Agriculture / U.S. Public
Domain.
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r_Heat_Conduction_2010-08-17.png
09/03/2012
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marie.jpg?uselang=en
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Alike 3.0 Unported.
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yzki_p.jpg
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Alike 2.0 Unported.
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ion.gif
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Alike 3.0 Unported.
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_wind_change_in_coastal_area.png
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26b Heikenwaelder Hugo, Austria / Creative
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_earth2.jpg
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27 Joseolgon / Creative Commons Attribution-Share
Alike 3.0 Unported.
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edagogical_Farm_Estufa.jpg
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30a SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de
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/o-efeito-de-estufa-ii/
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Erde.jpg.
19/03/2012
30b Heikenwaelder Hugo, Austria / Creative
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