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Temperatura e Calor

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Temperatura e Calor

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Convivemos com os conceitos de calortemperatura no nosso dia a dia. São muitas as situações que envolvem calor ou frio em nossa vida.  

 Sobre este assunto é importante saber fazer a diferença entre calor e temperaturasaber o que é  sensação térmica,  e como acontece a propagação do calorCalor é a energia térmica em trânsito. Enqunto temperatura é uma grandeza física associada ao grau de agitação das partículas que compõe um corpo.

Você também já ouviu falar de quantas calorias gastamos em 1 hora de corrida ou em um jogo de futebol, ou ainda que o chocolate é  um alimento muito calórico.

 

O vídeo abaixo é interessante para iniciar os estudos sobre CALOR:

     

Temperatura


É comum percebermos o estado térmico de um corpo através da sensação de quente ou frio que sentimos ao tocá-lo, mas será que podemos confiar nessas sensações? A sensação de quente ou frio é particular, muitas vezes encontramos várias pessoas no mesmo ambiente  que relatam sensações térmicas diferentes.
E na Física, como se avalia as sensações térmicas?

Agora, imagine um balão de borracha, fechado, com ar em seu interior. O ar, como sabemos, é constituído de pequenas partículas que se movimentam em todas as direções. Aquecendo esse ar, o que acontece? O balão estufa e aumenta de tamanho. O que provocou o aumento de tamanho do balão? Foi o ar em seu interior, que, ao ser aquecido, empurrou mais fortemente as paredes elásticas, aumentando o volume do balão. 

temperatura está relacionada com o estado de movimento ou de agitação das partículas de um corpo. Assim, numa primeira ideia, podemos dizer que a temperatura é um valor numérico associado a um determinado estado de agitação ou movimentação das partículas de um corpo, umas em relação às outras. 

Temperatura é a grandeza que, associada a um sistema, caracteriza seu estado térmico.

Sensação Térmica

Observando-se as telas dos celulares, onde os aplicativos do tempo (weather)  apresentam as temperaturas de um local, como na imagem abaixo:

  

Muitas vezes percebemos que a sensaçao térmica não corresponde à temperatura real. Na imagem acima, a temperatura de Barcelona estava 8 graus Celsius e a sensação térmica era de 5°C. Você entende isso? A Wikipedia define sensação térmica ou temperatura aparente como "a forma como os nossos sentidos percebem a temperatura do ar, e que pode diferir da temperatura real".

 

Isso acontece por vários fatores condicionantes climáticos que afectam a transferência de calor entre o corpo e o ar: como são a umidade, a densidade e a velocidade do vento. A pele, o nosso maior órgão, recebe as sensações que identificamos, como a dor, pressão, frio e calor (estas duas chamadas "sensações térmicas"), etc. Como exemplo, damos o vento de ar quente, que, ao bater-nos na pele parece-nos frio (devido à velocidade dele, e humidade do ar ou da pele); este ar aquecerá o espaço onde tenha entrado, contudo, enquanto é vento (enquanto tem movimento), poderá até parecer-nos frio aos sentido - ao parar deixa-nos perceber com maior realismo a sua temperatura mais elevada.

Após um banho, é normal que se sinta um pouco de frio. A evaporação de um líquido faz baixar a temperatura, por esse motivo é que há sensação de frio quando molhado. Tal fato ocorre porque a fina camada de água que adere à pele absorve uma quantidade significativa de calor, por isso ocorre a sensação de frio. Mais frio ainda é sentindo quando está ventando, pois o vento intensifica a evaporação da água, que provoca o abaixamento da temperatura corporal.

Para quem vive num clima quente, ou onde há estações quentes, o conceito de sensação térmica associada ao vento pode parecer de pouca importância, embora também aí se saiba que a brisa e o vento dão a sensação térmica de refrescamento (como já foi dito). Porém, em países mais frios, ou épocas frias, o abaixamento de temperatura causado por ventos fortes pode ser mais evidente e provocar diversos problemas sérios a um corpo pouco protegido, como por exemplo a hipotermia.

O termo sensação térmica foi popularizado após a Segunda Guerra Mundial, quando as tropas alemãs fracassaram numa tentativa de invasão à Rússia durante o seu inverno rigoroso. Foi a partir daí que o exército americano criou um índice de avaliação da sensação térmica relacionado à velocidade do vento. Esse índice popularizou-se e passou a ser divulgado juntamente com as temperaturas. (Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Sensa%C3%A7%C3%A3o_t%C3%A9rmica)

 

Então, O QUE É TERMOLOGIA? E CALORIMETRIA?

 Calor

Quando colocamos em contato térmico dois corpos de temperatura diferentes, notamos que esses buscam uma situação de equilíbrio térmico, no qual as temperaturas tornam-se iguais.
Para que isso aconteça, o corpo de maior temperatura fornece, ao de menor temperatura, certa quantidade de energia térmica. Isso provoca uma diminuição em sua temperatura e um aumento na temperatura do corpo inicialmente mais frio, até que se estabeleça o equilíbrio térmico.
Essa energia térmica, quando e apenas enquanto está em trânsito, é denominada calor. 

Calor é a energia térmica em trânsito de um corpo para outro ou de uma parte de um corpo para outra parte desse corpo, esse trânsito é provocado por uma diferença de temperatura.

 

TRANSFERÊNCIA, PROPAGAÇÃO OU TRANSMISSÃO DE CALOR

Em físicatransferênciatransmissão ou propagação de calor, algumas vezes são citadas como propagação ou transferência térmica, é a transição de energia térmica de uma massa (corpo) mais quente para uma massa mais fria. Em outras palavras, é a troca de energia calorífica entre dois sistemas de temperaturas diferentes.

Quando um corpo, por exemplo, um objeto sólido ou um fluido, está a uma temperatura diferente da de seu entorno ou outro corpo, a transferência de energia térmica, também conhecida como fluxo de calor ou troca térmica, ocorre de tal maneira que o corpo e seu entorno alcancem equilíbrio térmico; o que significa que se encontram a mesma temperatura, a lei zero da termodinâmica. Quando ocorre transferência de energia térmica de um corpo para outro, a propagação se faz do corpo de maior temperatura para o de menor (do mais quente para o mais frio), como descrito pela segunda lei da termodinâmica ou o chamado enunciado Clausius. Quando existe uma diferença de temperatura entre dois objetos em proximidade um do outro, a transferência de calor não pode ser detida; só pode ser feita mais lentamente (ou seja, não existe material isolante perfeito). (Fonte: Wikipedia)

 

Talvez vc saiba responder porque:

1. é melhor cozinhar com uma colher de madeira do que com uma metal?

2. devemos, no verão, usar roupas de cores claras?

3. a queima de gasolina e de outros combustíveis afeta o clima da Terra?

Será que estas perguntas podem ser respondidas pelas maneiras como a energia térmica, ou o calor, se propaga?

São 03 maneiras deste fenômeno acontecer, clique em cada uma das figuras abaixo para ver a simulação de como o fenômeno acontece:

CONDUÇÃO

 CONVECÇÃO 

IRRADIAÇÃO 


 

 

Ainda sobre propagação de calor vc pode ver o vídeo abaixo:

 

Telecurso 2000 2º Grau - Física - Aula 24 (1 de 2)

 

 

E COMO É QUE SE MEDE CALOR?

 Tente realizar o experimento proposto lá em: 

 

 Que conclusão vc tira deste experimento? 

 

CALOR ESPECÍFICO 

O calor específico é definido como a quantidade de energia necessária para que 1g de uma substância sofra aumento ou diminuicao de temperatura de 1°C. Vá lá em https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/calor-especifico.htm e veja alguns exemplos interessantes.

E para aprender mais sobre calor espcífico veja o vídeo abaixo:

Telecurso 2000 2º Grau - Física - Aula 24 (2 de 2)

 

 

CALOR SENSÍVEL, CALOR LATENTE E MUDANÇA DE ESTADO

vá lá em https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calor-sensivel-calor-latente.htm e aprenda a diferença entre esses 2 conceitos importantes da termologia.

E para aprender um pouco mais veja o vídeo abaixo: 

Telecurso 2000 2º Grau - Física - Aula 25 (1 de 2)

 

 

e aprenda sobre os estados físicos da matéria, as mudanças de estado, calor latente e calorimetria.  

  

COMO ESTA COMUNIDADE ainda ESTÁ EM CONSTRUÇÃO

 

poderá ser modificada a qualquer tempo pelos professores que desejem usá-la como orientaço inicial para seus alunos. 

 

 Outros temas atuais relacionados e que TODOS devem aprender são:

  • ZERO ABSOLUTO;
  • qual é a temperatura corporal ideal;
  • usina termelétrica;
  • garrafa térmica;
  • dilatação térmica;
  • aquecimento global;
  • termostato;
  • inversão térmica

 

REFERÊNCIAS:


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