Professor Marco Antonio

Transcrição

1 Professor Marco Antonio

2 observações macroscópicas interpretações microscópicas

3 Termologia Quente ou frio?

4 Termologia Temperatura é uma grandeza física que mede o estado de agitação das partículas de um corpo ou sistema físico.

5 Termologia Portanto, a temperatura indica o nível de energia térmica média das partículas. Energia térmica é a soma das energias cinéticas decorrentes da agitação das partículas que constituem a matéria. Mas cuidado!! Dois corpos podem apresentar temperaturas iguais (mesmo grau de agitação térmica), mas possuir energias térmicas totais diferentes.

6 Calor: aquecimento e resfriamento Calor é a energia térmica em trânsito transferida de um corpo a outro devido à diferença de temperatura existente entre eles. Quando as temperaturas dos corpos se igualam, dizemos que eles atingiram o equilíbrio térmico!

7 Calor: aquecimento e resfriamento Portanto, o equilíbrio térmico é caracterizado pela igualdade das temperaturas dos corpos. Uma vez alcançada essa situação, não há mais transferência de calor entre eles. Assim, vamos definir a lei zero da Termodinâmica: Se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, eles estão em equilíbrio térmico entre si.

8 Estados de agregação da matéria Como sabemos, a água pode se apresentar como líquido, sólido ou vapor, podendo passar de uma situação para outra, como mostra a figura 2.

9 Estados de agregação da matéria Sólido, líquido e gasoso são os estados de agregação da matéria: No estado sólido, as forças de coesão são muito intensas, restringindo o movimento das moléculas a uma ligeira vibração em torno de uma posição média. As moléculas, fortemente coesas, dispõem-se com regularidade, geralmente formando uma rede cristalina. Assim, os sólidos apresentam forma e volume definidos.

10 Estados de agregação da matéria Sólido, líquido e gasoso são os estados de agregação da matéria: No estado líquido, as distâncias entre as moléculas são, em média, maiores que no estado sólido As forças de coesão ainda são consideráveis, e há pouca movimentação das moléculas. Assim, os líquidos apresentam volume definido, mas sua forma é variável, adaptando-se à forma do recipiente que o contém. No estado gasoso, as forças de coesão entre as moléculas têm intensidade muito pequena, possibilitando uma movimentação bem mais intensa. Assim, os gases e vapores não apresentam forma ou volume definidos.

11 Estados de agregação da matéria Testes Propostos: Página 24-25

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13 Termometria A temperatura é medida por meio de aparelhos chamados de termômetros.

14 Termômetros e escalas termométricas A experiência mostra que algumas características físicas dos corpos variam com a mudança de temperatura, tais como: o comprimento de uma barra de metal o volume de um líquido a pressão de um gás a volume constante a cor de um corpo Tais característica, denominadas propriedades termométricas são utilizadas no funcionamento dos TERMÔMETROS

15 Termômetros e escalas termométricas A maneira como se gradua uma escala termométrica é arbitrária, mas nela sempre são indicados dois pontos fixos de estados térmicos bem definidos, sob uma pressão atmosférica normal. São eles: o ponto do gelo (1º ponto fixo) o ponto do vapor (2º ponto fixo)

16 Termômetros e escalas termométricas As principais escalas termométricas que iremos estudar são: Escala Celsius: atribui o valor de 0 C para o ponto do gelo e 100 C para o ponto do vapor. É dividido em cem partes iguais de 1 C cada. Escala Fahrenheit: atribui os valores de 32 F e 212 F para os pontos do gelo e do vapor. Assim, o termômetro Fahrenheit pode ser dividido, entre esses dois pontos fixos, em 180 partes (212 menos 32) de 1 F cada.

17 Variação de temperatura Considere que a temperatura de um sistema varie de um valor inicial para outro final. Definimos variação de temperatura Δϴ como sendo a diferença entre a temperatura final e a inicial: Agora, considerando que as escala Celsius e Fahreinheit possuem diferentes divisões, podemos estabelecer uma relação entre a variação de temperatura nas duas escalas: ou

18 Termômetros e escalas termométricas 1- Um termômetro indica que a temperatura de uma porção de água é 10ºC. Se fosse usado um termômetro graduado na escala Fahrenheit, qual seria a temperatura indicada? 2- Numa cidade da Europa, no decorrer de um ano, a temperatura mais alta no verão foi 86ºF. Determine a temperatura, em graus Celsius, ocorrida naquela cidade. 3- No ser humano, a temperatura corpórea pode variar no intervalo de 35ºC a 42ºC. a) Qual é a variação de temperatura do corpo humano? b) Qual seria a variação dessa temperatura na escala Fahrenheit? 4- Num termômetro digital europeu, lê-se 14ºF. Qual será essa temperatura na escala Celsius? 5- Uma estudante de enfermagem observa que a temperatura de certo paciente variou, num período, de 5ºC. Qual será variação corresponde na escala Fahrenheit?

19 Termômetros e escalas termométricas R.1 A temperatura média do corpo humano é 36 C. Determine o valor dessa temperatura na escala Fahrenheit. R.3 Certa escala termométrica adota os valores -20 e 580, respectivamente, para os pontos do gelo e do vapor. Determine: a) a fórmula de conversão entre essa escala e a escala Celsius; b) a indicação que nessa escala corresponde a 20 C. R.2 Dois termômetros, um graduado na escala Celsius e o outro na escala Fahrenheit, fornecem a mesma leitura para a temperatura de um gás. Determine o valor dessa temperatura.

20 Termômetros e escalas termométricas R.4 Uma escala termométrica X relaciona-se com a escala Celsius, segundo o gráfico apresentado a seguir, no qual as ordenadas representam os valores de ϴ X (temperaturas expressas na escala X) e as abscissas os valores de ϴ C (temperaturas expressas na escala Celsius). a) Estabeleça a fórmula de conversão entre as escalas X e Celsius. b) Determine a temperatura registrada por um termômetro graduado na escala X quando a temperatura for 50 C. c) Determine que temperatura registra um termômetro graduado na escala Celsius para um sistema em que o termômetro graduado na escala X registra 10 X. d) Há uma temperatura em que os dois termômetros (graduados na escala X e na escala Celsius, respectivamente) registram valores que coincidem numericamente. Qual é essa temperatura?

21 Termômetros e escalas termométricas R.5 Em certo dia, na cidade de Salvador, o serviço de meteorologia anunciou a temperatura máxima de 40 C e a mínima de 25 C. a) Qual é a variação de temperatura entre os instantes em que foram assinaladas as temperaturas máxima e mínima? b) Qual é o valor dessa variação de temperatura expresso na escala Fahrenheit? R.7 Num termômetro de mercúrio, a coluna líquida apresenta 0,4 cm quando em presença do gelo em fusão (0 C) e 20,4 cm em presença de vapores de água em ebulição (100 C). Determine: a) a função termométrica desse termômetro na escala Celsius; b) a temperatura indicada por esse termômetro quando sua coluna líquida apresenta 8,4 cm de altura. Exercícios: Páginas 33/36/38: P3-P4-P5-P6-P7-P8-P9-P10

22 Termômetros e escalas termométricas Escala Kelvin: é conhecida como escala absoluta, é a única em que o zero significa total ausência de agitação térmica. Na escala Celsius sobre Kelvin, verificamos que a temperatura do gelo fundente, 0 o C, equivale a 273 K e, a ebulição da água a 100 C corresponde ao valor de 373 K. Portanto, a escala Kelvin está igualmente dividida em cem partes de 1 K (um Kelvin) cada uma. Ainda, o zero absoluto, temperatura na qual cessa toda a agitação molecular, mede - 273,15 o C.

23 Escala absoluta Kelvin A origem da escala Kelvin é o zero absoluto e a unidade adotada é o kelvin (símbolo K), cuja extensão é igual à do grau Celsius ( C). Assim, uma variação de temperatura de 1 C corresponde a uma variação de temperatura de 1 K.

24 Escala absoluta Kelvin R.8 A temperatura corporal humana pode variar entre 35 C e 42 C na escala Celsius. a) Determine os valores desses limites na escala absoluta Kelvin. b) Calcule a variação de temperatura (nas escalas Celsius e Kelvin) quando a temperatura de uma pessoa se altera do menor para o maior dos valores citados acima. Exercícios: Páginas 42: P11-P12-P13

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