Aprenda sobre o ramo da Física que estuda fenômenos térmicos
Confira alguns conceitos relacionados ao calor e à temperatura importantes para a realização de vestibulares
A termologia é uma área da Física responsável por pesquisar, analisar e compreender os fenômenos relacionados ao calor e à temperatura, como mudanças de estado físico, transformações sofridas por gases, equilíbrio térmico e transferência de calor.
Temperatura
É a grandeza que caracteriza o estado térmico de um corpo ou sistema.
Troca de calor
É a transferência de energia térmica entre corpos com temperaturas diferentes. Definimos como quente um corpo que tem suas moléculas agitadas, com alta energia cinética. O corpo frio é aquele que tem baixa agitação de moléculas.
Equilíbrio térmico
Ele acontece quando, por exemplo, retiramos um alimento da geladeira ou do forno. Após algum tempo, ambos estarão à temperatura ambiente, pois cederam ou receberam um calor do meio até atingirem um equilíbrio.
Condução
O calor é transmitido por meio de um condutor (algo em contato com um corpo que doa calor). Exemplo: uma colher encostada na panela que está sobre o fogo.
Convecção
Consiste no movimento dos fluidos e das massas de densidades diferentes. Como exemplo, pode-se citar o vento: o ar frio é aquecido pelo Sol, ficando mais leve. Subindo, desloca as massas de ar que estão acima (mais frias), tomando o lugar vago pelo ar aquecido.
Irradiação
É a propagação de energia térmica em um meio material para acontecer (ondas eletromagnéticas). Exemplo: forno de micro-ondas.
Escala Celsius
Ela é usada no Brasil para medir a temperatura. São usados como base os pontos de congelamento da água sob pressão normal (0 ºC) e a temperatura de ebulição da água sob pressão normal (100 ºC).
Escala Fahrenheit
Ela é usada nos países de língua inglesa para medir a temperatura. São usadas como base a temperatura de uma mistura de gelo e cloreto de amônia (0 ºF) e a temperatura do corpo humano (100 ºF).
1ª Lei da Termodinâmica
Princípio da conservação de energia aplicada à termodinâmica. Um sistema não pode criar ou consumir energia, mas apenas armazená-la ou transferi-la ao meio em que se encontra, como trabalho (T), ou ambas as situações simultaneamente. Q = T + ΔU.
- Q= quantidade de calor, medido em Joule (J);
- T= trabalho, medido em Joule (J);
- ΔU= variação de energia interna, medido em Joule (J).
2ª Lei da Termodinâmica
Com maior aplicação na construção de máquinas e utilização na indústria, trata diretamente do rendimento das máquinas térmicas: o sentido natural do fluxo de calor é da temperatura mais alta para a mais baixa (Enunciado de Clausius). É impossível que um dispositivo térmico tenha um rendimento de 100% (Enunciado de Kelvin-Planck). Por menor que seja, sempre há uma quantidade de calor que não se transforma em trabalho efetivo.
Ciclo de Carnot
Nicolas Carnot (1796 - 1832) desenvolveu uma máquina térmica teórica que se comportava como uma máquina de rendimento total, estabelecendo um ciclo de rendimento máximo. Nessa máquina, a quantidade de calor fornecida pela fonte de aquecimento e a quantidade cedida à fonte de resfriamento são proporcionais às suas temperaturas absolutas: η = 1 - T2/T1.
- η= rendimento máximo;
- T1= temperatura absoluta da fonte de aquecimento;
- T2= temperatura absoluta da fonte de resfriamento.
Para que haja 100% de rendimento, todo o calor vindo da fonte de aquecimento deveria ser transformado em trabalho, pois a temperatura absoluta da fonte de resfriamento deveria ser 0K. Então, conclui-se que o zero absoluto não é possível para um sistema físico.
Por Tao Consult
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