O documento discute termos e conceitos fundamentais da termologia e calorimetria, incluindo: 1) a definição de termologia e suas aplicações no estudo de mudanças de estado físico e temperatura; 2) leis e equações termodinâmicas como a lei zero e escalas termométricas; e 3) conceitos de calor, calor latente, calor sensível e suas unidades de medida.

1. Física
Termologia

2. Física
Prof. Júlio Lociks
Termologia
Termologia
- Estuda os fenômenos relativos ao aquecimento, resfriamento ou às mudanças de estado
físico em corpos que recebem ou cedem um determinado tipo de energia (energia térmica).
Temperatura:
É a medida do grau de agitação das moléculas de um corpo.

3. Física
Prof. Júlio Lociks
Lei Zero da Termodinâmica:
Equilíbrio Térmico

4. Física
Prof. Júlio Lociks
Equações:
Escalas Termométricas

5. Física
Prof. Júlio Lociks
Calorimetria
Calor:
É a energia térmica em trânsito
de um corpo de maior temperatura
para um corpo de menor temperatura.
Unidades de Medida de calor:
No SI: joule (J) Prática: caloria (cal)

6. Física
Prof. Júlio Lociks
Calor Sensível
O corpo varia a temperatura, mas não muda de estado.
Calor Latente
O corpo muda de estado,
mas não varia a temperatura.
Calorimetria

7. Física
Prof. Júlio Lociks
Equação Fundamental da Calorimetria
QUANTIDADE DE CALOR SENSÍVEL
CALORIA – CALOR ESPECÍFICO SENSÍVEL DA ÁGUA
Calorimetria

8. Física
Prof. Júlio Lociks
Capacidade Térmica (ou cap. calorífica)
Mede a quantidade de calor por unidade de temperatura.
“C” maiúsculo!
𝑸 = 𝒎 ∙ 𝒄 ∙ ∆𝜽 𝑪 =
𝑸
∆𝜽
= 𝒎 ∙ 𝒄
Calor Específico Sensível (calor específico)
Mede a capacidade térmica por unidade de massa.
“c” minúsculo!
𝒄 =
𝑸
𝒎 ∙ ∆𝜽
=
𝑪
𝒎
⟺
⟺
𝑸 = 𝒎 ∙ 𝒄 ∙ ∆𝜽
Calorimetria

9. Física
Prof. Júlio Lociks
Balanço Energético

10. Física
Prof. Júlio Lociks
Relação Importante
Dilatação Linear Dilatação Superficial Dilatação Volumétrica
Usualmente, quando um corpo que é submetido a um aumento de temperatura
ele experimenta um aumento das dimensões.
Dilatação Térmica

11. Física
Prof. Júlio Lociks
Mudanças de Estado

12. Física
Prof. Júlio Lociks
Mudanças de Estado

13. Física
Prof. Júlio Lociks
Transformações

14. Física
Prof. Júlio Lociks
Transformações

15. Física
Prof. Júlio Lociks
O Ciclo de Carnot
Esses postulados garantem que o rendimento de uma máquina térmica
é função das temperaturas das fontes fria e quente.

16. Física
Prof. Júlio Lociks
O Ciclo de Carnot
Fixando-se as temperaturas das fontes quente e fria, a máquina teórica de Carnot
é aquela que conseguiria ter o maior rendimento.
Para o caso em que o fluido operante é o gás perfeito, o ciclo de Carnot é composto
de duas transformações isotérmicas (isotermas) e duas adiabáticas, intercaladas.

17. Física
Prof. Júlio Lociks
Princípios da Termodinâmica

18. Física
Prof. Júlio Lociks
Princípios da Termodinâmica

19. Física
Prof. Júlio Lociks
Uma máquina térmica teórica opera entre duas fontes térmicas, executando o
ciclo de Carnot. A fonte fria encontra-se a 127 °C e a fonte quente, a 427 °C.
Qual é o rendimento percentual dessa máquina?
O rendimento de uma máquina que executa o ciclo de Carnot é dado por:
em que TA é a temperatura absoluta da fonte quente e TB é a da fonte
fria.
Temos:
TB = 127 °C = 400 K
TA = 427 °C = 700 K
Substituindo na expressão, obtemos:

20. Física
Prof. Júlio Lociks
Em cada ciclo desenvolvido, o trabalho útil fornecido equivale a 2000 joules.
As temperaturas das fontes térmicas são 500 K e 300 K, respectivamente, fonte quente
e fonte fria. Determine:
Imagine uma máquina térmica que funciona de acordo com os postulados de Carnot.
a) o rendimento dessa máquina;
b) a quantidade de calor retirada da fonte quente;
c) a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria.
a) Rendimento da máquina de Carnot: b) Quantidade de calor retirada da fonte quente de uma máquina
de Carnot:
c) Quantidade de calor rejeitada para a fonte fria:

21. Física
Prof. Júlio Lociks
(UEL-PR) No gráfico ao lado está representada a
evolução de um gás ideal segundo o ciclo de Carnot.
Com relação ao comportamento do gás, é correto
afirmar:
Gab.: C
a) A temperatura no ponto A é maior que no ponto B.
b) No trajeto BC, o gás cedeu calor para a fonte fria.
c) No trajeto DA, o trabalho realizado é negativo.
d) A temperatura no ponto C é maior que no ponto B.
e) No trajeto CD, o gás recebeu calor.
a) Incorreto. Os pontos A e B pertencem à mesma isoterma e, portanto, têm mesma temperatura.
b) Incorreto. A transformação BC é adiabática.
c) Correto. O volume do gás diminui, o gás recebe trabalho e o trabalho é negativo.
d) Incorreto. TB >TC pois a isoterma B é mais afastada dos eixos do que a isoterma C.
e) Incorreto. No trajeto CD, o volume do gás diminui; então o gás recebe trabalho, e não calor, que
é retirado (Q < 0).

22. Física
Prof. Júlio Lociks
O ciclo termodinâmico imaginado por Sadi Carnot, no século XIX, era constituído por duas
isotermas e duas adiabáticas, intercaladas. Na figura a seguir representamos em um diagrama
pressão 3 volume esse ciclo, quando utilizamos uma amostra de gás perfeito como fluido operante.
Se, ao percorrer o trecho BC desse ciclo, o sistema realiza um
trabalho equivalente a 100 joules sobre o meio externo, então é
verdade que, nesse trecho:
a) o sistema recebe mais do que 100 joules de calor da fonte quente e sua
energia interna aumenta.
b) o sistema recebe 100 joules de calor da fonte quente e sua energia
interna não sofre variação.
c) o sistema rejeita 100 joules de calor para a fonte fria e sua energia interna se mantém constante.
d) o sistema não troca calor com o meio externo e sua energia interna aumenta de 100 joules.
e) o sistema não troca calor com o meio externo (BC é uma adiabática) e a energia interna diminui de
100 joules.
Gab.: E O trecho BC pertence a uma adiabática (não há troca de calor com o meio externo).
Como o sistema transfere 100 J para o meio externo em forma de trabalho, sua
energia interna diminui de 100 J.

23. Exercícios
Física
Prof. Júlio Lociks

24. Física
Prof. Júlio Lociks
1. (Uespi) Um estudante está lendo o romance de ficção científica “Fahrenheit 451”, de Ray
Bradbury. Num certo trecho, uma das personagens afirma que 451 °F é a temperatura na escala
Fahrenheit em que o papel de que são feitos os livros entra em combustão.
O estudante sabe que, nesta escala, as temperaturas de fusão e ebulição da água são
respectivamente iguais a 32 °F e 212 °F.
Ele conclui, acertadamente, que 451 °F é aproximadamente equivalente a:
a) 100 °C
b) 205 °C
c) 233 °C
d) 305 °C
e) 316 °C
Gab.: C

25. Física
Prof. Júlio Lociks
2. (UEA-AM) Um aluno utilizou um termômetro para medir a temperatura de um determinado
líquido e obteve o valor de 50 °C. Resolvendo verificar a precisão do termômetro utilizado,
observou que, para água congelando, a temperatura indicada era de –5 °C e, para água fervendo,
a temperatura indicada era de 105 °C.
Assim, o aluno concluiu, que o valor correto da temperatura do líquido, em °C, era igual a:
A) 45
B) 50
C) 55
D) 60
E) 65
Gab.: B

26. Física
Prof. Júlio Lociks
3. (UFJF-MG) Durante uma aula no laboratório de Física, o professor colocou dois
termômetros em um forno cuja temperatura pode atingir até 500 °C. O primeiro termômetro tinha
graduação em Celsius e o segundo, em Fahrenheit. O professor esperou o equilíbrio térmico e
notou que o termômetro graduado na escala em Celsius indicava um valor que correspondia
exatamente à metade do valor indicado no termômetro graduado na escala Fahrenheit.
A temperatura medida pelo professor, em graus Celsius, é:
a) 130 °C
b) 142 °C
c) 160 °C
d) 174 °C
e) 180 °C
Gab.: C

27. Física
Prof. Júlio Lociks
4. A escala Kelvin tem sua origem no zero absoluto e usa como unidade o grau Celsius.
Existe uma outra escala, denominada Rankine, que também tem sua origem no zero absoluto,
mas usa como unidade o grau Fahrenheit.
Determine a equação de conversão entre as escalas Kelvin e Rankine.

28. Física
Prof. Júlio Lociks
5.(Barro Branco - 2019) Os cadetes cumprem uma rotina intensa composta por diversas
atividades. Em uma atividade de campo, foi necessário improvisar, para o aquecimento da água,
um coletor solar térmico, composto, dentre outras partes, por uma serpentina por onde circula
água pura à vazão de 18 L por hora.
Se ao entrar na serpentina, a temperatura da água, pura,
era de 15 °C e atingiu temperatura de 35 °C na saída, a
quantidade de energia fornecida à água a cada segundo
foi, em J, igual a
Dado: cágua = 4,2 kJ/kg. °C
(A) 155.
(B) 270.
(C) 335.
(D) 420.
(E) 565.
Gab.: D

29. Física
Prof. Júlio Lociks
6. (2021) A tabela ao lado informa o calor
específico de algumas substâncias.
Consultando-a, avalie as afirmativas a seguir.
I. A água, por ter um calor específico muito alto, é
um excelente elemento termorregulador. A ausência
de água faz com que, nos desertos, ocorram
enormes diferenças entre a temperatura máxima e a mínima em um mesmo dia.
II. Para refrigerar uma peça aquecida, é comum mergulhá-la em água. Será mais eficiente mergulhá-la em mercúrio.
Só não se faz isso porque, além de muito caro, seus vapores são extremamente tóxicos.
III. Se cedermos a mesma quantidade de calor a amostras de massas iguais de alumínio e ferro, a temperatura da
amostra de ferro aumentará o dobro do que aumenta a amostra de alumínio.
Está correto o que se afirma em
(A) I, apenas.
(B) II, apenas.
(C) I e III, apenas.
(D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.
Gab.: C

30. Física
Prof. Júlio Lociks
7. (UNI-RIO) Um quadrado foi montado com três hastes de alumínio ( Al = 5,23 x 10–6 °C–1 )
e uma haste de aço (aço = 5,12 x 10–6 °C–1 ), todas inicialmente à mesma temperatura.
O sistema é então submetido a um
processo de aquecimento de forma
que a variação de temperatura é a
mesma em todas as hastes.
Podemos afirmar que, ao final do processo de
aquecimento, a figura formada pelas hastes estará
mais próxima de um:
a) quadrado
b) retângulo
c) losango
d) trapézio retângulo
e) trapézio isósceles
Gab.: E

31. Física
Prof. Júlio Lociks
8. Edificações com grandes extensões horizontais como pontes, linhas ferroviárias e grandes
prédios são construídas em módulos, separados por pequenos intervalos denominados juntas de
dilatação. Essas juntas são espaços reservados para o aumento de comprimento dos módulos,
devido ao aumento de temperatura a que eles ficam submetidos.
Os comprimentos desses intervalos devem ser:
a) independentes do coeficiente de dilatação linear do material.
b) independentes do comprimento dos módulos.
c) inversamente proporcionais ao coeficiente de dilatação linear do material.
d) inversamente proporcionais ao comprimento dos módulos.
e) diretamente proporcionais ao comprimento dos módulos.
Gab.: E

32. Física
Prof. Júlio Lociks
8. (UEPI) O coeficiente de dilatação térmica linear de um material sendo de 2,0 x 10–6 °C–1 ,
significa dizer que:
a) o material sofre uma variação de 2,0 m para cada 10–6 °C–1 de variação de temperatura
b) 2,0 m deste material sofrem uma variação de 10–6 m para 1 °C na temperatura
c) o comprimento de uma barra do material não sofre variação para variação de temperatura de 2,0 °C
d) para cada 1 °C na variação da temperatura, cada metro do material varia de 2,0 cm
e) se uma haste de 2,0 m variar em 10 °C sua temperatura, sofrerá uma variação de 0,04 mm no seu
comprimento
Gab.: E

33. Física
Prof. Júlio Lociks
9. (Fatec-SP) Uma placa de alumínio tem um grande orifício circular no qual foi colocado um pino,
também de alumínio, com grande folga. O pino e a placa são aquecidos de 500 °C, simultaneamente.
Podemos afirmar que:
a) a folga irá aumentar, pois o pino ao ser aquecido irá contrair-se
b) a folga diminuirá, pois ao aquecermos a chapa a área do orifício diminui
c) a folga diminuirá, pois o pino se dilata muito mais que o orifício
d) a folga irá aumentar, pois o diâmetro do orifício aumenta mais que o diâmetro do pino
e) a folga diminuirá, pois o pino se dilata, e a área do orifício não se altera
Gab.:D

34. Física
Prof. Júlio Lociks
10. (UEBA) Uma peça de zinco é construída a partir de uma chapa quadrada de lado 30 cm,
da qual foi retirado um pedaço de área de 500 cm2. Elevando-se de 50 °C a temperatura da peça
restante, sua área final, em centímetros quadrados, será mais próxima de:
(Dado: coeficiente de dilatação linear do zinco 2,5 x 10–5 °C–1 )
a) 400
b) 401
c) 405
d) 408
e) 416
Gab.: B

35. Física
Prof. Júlio Lociks
11. (FAFEOD-MG) Uma chapa de aço tem um orifício circular de 0,4 m de diâmetro e sujeita-se a
uma variação de temperatura da ordem de 100 °C.
Considerando que o aço tem coeficiente de dilatação superficial igual a 22 x 10–6 °C–1 , em relação à
condição acima descrita é CORRETO afirmar:
a) A área do orifício sofre um aumento de aproximadamente 280 mm2.
b) Embora a chapa de aço aumente de tamanho, o orifício permanece com seu tamanho inalterado.
c) O diâmetro do orifício sofre um aumento linear de aproximadamente 4,4 mm.
d) A área do orifício é reduzida devido à dilatação superficial da chapa de aço.
e) Devido ao alto coeficiente de dilatação do aço, o orifício dobra de tamanho.
Gab.: A

36. Física
Prof. Júlio Lociks
12. (MACK-SP) Uma placa de aço sofre uma dilatação de 2,4 cm2, quando aquecida de 100 °C.
Sabendo que o coeficiente de dilatação linear médio do aço, no intervalo considerado, é
1,2 x 10–6 °C–1, podemos afirmar que a área da placa, antes desse aquecimento, era:
a) 200,0 m2.
d) 1,0 m2.
b) 100,0 m2.
e) 0,010 m2.
c) 2,0 m2.
Gab.: D

37. Física
Prof. Júlio Lociks
13. (MACK-SP) À temperatura de 0°C, uma barra metálica A (A = 2 x 10–5 °C–1) tem comprimento
de 202,0 milímetros, e outra barra metálica B (B = 5 x 10–6 °C–1) tem comprimento 200,8 mm.
Aquecendo-se essas barras, elas apresentarão o mesmo comprimento à temperatura de:
a) 100 °C
b) 150 °C
c) 180 °C
d) 200 °C
e) 220 °C
Gab.: D

38. ... e por hoje é só.
Muito obrigado!