# data[].attributes.body
Denomina-se transmissão de calor à passagem da energia térmica de um local para outro. Essa transmissão pode ocorrer de três formas diferentes: condução, convecção e radiação.Nos sólidos, temos a propagação de calor por condução térmica. Nos fluidos, temos a propagação de calor por convecção térmica. No vácuo, a luz solar atinge os planetas através da propagação de calor por irradiação térmica.

# data[].attributes.body
Calorimetria é a parte da física que estuda os fenômenos relacionados as trocas de energia térmica. Essa energia em trânsito é chamada de calor e ocorre devido a diferença de temperatura entre os corpos. O termo calorimetria, é formada por duas palavras: “calor” e “metro”.

# data[].attributes.body
Termologia é o estudo científico dos fenômenos relacionados ao calor e à temperatura, como transferência de calor, equilíbrio térmico, transformações sofridas por gases, mudanças de estado físico, etc.

TEMPERATURA E CALOR:

• Temperatura é a medida do grau de agitação das partículas que constituem um corpo.

• Calor é o nome que se dá á energia térmica em trânsito do mais quente para o mais frio.

CONVERSÃO ENTRE ESCALAS: CELSIUS E FAHRENHEIT:

As escalas termométricas são usadas para medir a temperatura a partir de alguma referência. Geralmente, tomam-se dois pontos fixos para os quais o corpo ou a substância de referência apresentaria as mesmas propriedades, como volume, densidade, condutividade ou resistência elétrica, comprimento, etc.

C/5 = F - 32/9

C = Temperatura em ºC

F = Temperatura em ºF

# data[].attributes.body
Os estados físicos da matéria são formas que a matéria se apresenta no universo, de acordo com as condições de temperatura e pressão. A matéria pode se apresentar em três estados, sólido, líquido e gás.

# data[].attributes.body
1- Escala Celsius

É a escala mais utilizada no mundo todo, inclusive no Brasil.

2- Escala Fahrenheit

É a escala utilizada nos países de língua inglesa.

3- Escala Kelvin

É a escala absoluta, logo não necessita de grau. O zero Kelvin conhecido como zero absoluto (limite inferior de temperatura de um sistema).

Conversão entre as escalas Celsius e Kelvin.

K= C+273

Ex: Quanto vale 50°C na escala Kelvin?

K= C+273-> 323

Ex: A temperatura na superfície do sol vale cerca de 6000K. Quanto vale essa temperatura na escala Celsius?

K= C+273-> 6000= C+273-> C= 5727°C

# data[].attributes.body
É o calor que, recebido ou cedido por um corpo, provoca nele mudanças de temperatura.

Qs= m . c . ∆t

# data[].attributes.body
O fluxo de calor é uma grandeza física vetorial que mede a taxa de calor (energia térmica) transmitida a um corpo. Ele indica que o calor flui naturalmente do corpo de temperatura mais alta para o corpo de temperatura mais baixa.

O fluxo de calor existe para que corpos em diferentes temperaturas consigam entrar em equilíbrio térmico, propiciando uma série de benefícios.

• O fluxo de calor também pode ser calculado pela fórmula:

Φ= Q/Δt

Φ → Fluxo de calor, medido em Watt W.

Q → Quantidade de calor, medida em Joule [J] .

Δt → Variação do tempo de transmissão, medida em segundos [s]

# data[].attributes.body
É a energia térmica que se transforma em energia potencial de agregação, proocando mudança de estado físico.

Ql= m . l

# data[].attributes.body
Indica a quantidade de calor que um corpo precisa receber ou perder para variar 1 grau celsiu em sua temperatura.

C=Q(quantidade de calor) / ∆t

# data[].attributes.body
• Uma estufa é uma estrutura que tem como objetivo absorver o calor proveniente do Sol e, mantê-lo condicionado em seu interior.

• A estufa de plantas, além de proteger a planta contra possíveis ameaças externas, mantém a temperatura interna controlada de acordo com a entrada de radiação solar.

BENEFÍCIOS:

As estufas agrícolas têm vários benefícios como:

• Proteger as plantas impedindo a infestação de pragas como borboletas, besouros, gafanhotos e outros insetos que possam destruir as plantas;

• Serve também para impedir que os ventos constantes entrem, não atrasando o desenvolvimento das mesmas;

• Permite a entrada de luz de maneira controlada, fazendo com que a estufa funcione como uma maternidade para as plantas;

• As plantas não sofrem com contato com as radiações solares, que poderia matar as plantas novas e os brotinhos;

• Depois de ficarem na estufa vão para seu ambiente natural, então na estufa, as plantas criam mais resistência, podendo assim sobreviver ao seu ambiente natural;

• Além de manter sempre a temperatura ideal para uma melhor floração e frutificação.

O tão conhecido efeito estufa é um fenômeno natural, que possibilita que o planeta terra tenha um clima adequado para a sobrevivência dos seres vivos.

• Trata-se de um processo importante para a existência da vida na terra. Pois, sem ele, a temperatura média do planeta seria por volta de 18° negativos, ou seja, se hoje estamos vivos, é graças ao efeito estufa que mantém a terra habitável!

• Nesse processo, a radiação solar atinge a atmosfera e interage com os gases presentes ali. Os gases do efeito estufa, conhecidos como GEE, absorvem a radiação solar e emitem de volta para a superfície terrestre em forma de calor.

# data[].attributes.body
Quantiade de calor para 1g do corpo variar 1 °C.

c=C(capacidade térmica)/ m

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Calorimetria é a área da Física responsável pelo estudo das trocas de energia térmica em forma de calor que ocorrem entre dois ou mais corpos e suas vizinhanças. Por meio da Calorimetria, é possível saber qual é a temperatura de equilíbrio de um sistema de corpos e qual é a quantidade de energia térmica necessária para que se observem variações de temperatura ou mudanças de estado físico no sistema.

O que é calor?

Calor é energia térmica em trânsito. Quando dois corpos estão em contato térmico, ocorre transferência de calor entre eles até que se estabeleça o equilíbrio térmico. O equilíbrio térmico, por sua vez, é a situação em que os dois corpos atingem a mesma temperatura. Além disso, o calor sempre flui do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura.

Entendemos por contato térmico qualquer meio existente entre dois ou mais corpos que permita a transferência de calor entre eles por um dos seguintes processos: contato, convecção e indução. Quaisquer transferências de calor entre dois corpos ocorrem segundo um ou mais desses processos.

Calor é uma forma de energia em trânsito que flui sempre do corpo mais quente para o corpo mais frio.

Veja também: Água gelada ajuda a emagrecer?

A unidade de calor no Sistema Internacional de Unidades é o Joule (J), no entanto, o uso da unidade caloria (cal) é bastante comum em todo o mundo. Uma caloria é o equivalente à quantidade de energia térmica necessária para se elevar a temperatura de 1,0 g de água pura, inicialmente a 14,5ºC, para 15,5ºC e vale 4,186 J.

*Para baixar o mapa mental em PDF, clique aqui!

Fórmulas para calcular o calor

Calor sensível

Quando um corpo tem a sua temperatura alterada, podendo também sofrer mudanças em suas dimensões, dizemos que ele recebeu somente calor sensível. Portanto,o calor do tipo sensível é capaz de variar a temperatura de um corpo, alterando ou não as suas dimensões, por meio do processo de dilatação térmica.

A fórmula utilizada para calcular o calor sensível é esta:

Veja também: Temperatura e calor

Calor específico

Uma grandeza importante está presente na equação acima, o calor específico, representado pela letra c. Calor específico é uma unidade que indica a quantidade de calorias necessárias para se elevar em 1,0 ºC uma massa de 1,0 g de determinada substância. Essa unidade é medida com referência na á gua pura, cujo calor específico é igual a 1,0 cal/gºC.

Confira, na tabela a seguir, o calor específico de algumas substâncias:

Ao analisarmos a unidade que define a grandeza calor específico, percebemos que cada grama de uma substância deve absorver mais ou menos calorias para variar a sua temperatura em 1,0 ºC. Essa propriedade depende diretamente do número de grau de liberdade apresentado pelas moléculas do corpo. Quanto maior for o seu grau de liberdade, isto é, as suas possibilidades de movimentação, tais como translação, vibração e rotação, maior será o seu calor específico. Além disso, para determinarmos o calor específico de uma substância, utiliza-se um instrumento de medida relativamente simples, o calorímetro.

Capacidade térmica

Capacidade térmica é uma grandeza física utilizada para definir a quantidade de calor que um corpo deve receber, ou ceder, para que a sua temperatura varie em 1,0 ºC ou 1,0 K. Diferentemente do calor específico, essa grandeza está relacionada com o corpo como um todo, e não somente com cada grama de sua composição. Por essa razão, dizemos que calor específico é uma propriedade da substância, enquanto a capacidade térmica é uma propriedade do corpo em si.

As duas fórmulas que podem ser utilizadas para calcular a capacidade térmica de um corpo são representadas a seguir:

Quando algum corpo apresenta uma grande capacidade térmica, ele é chamado de reservatório térmico. Todo reservatório térmico precisa absorver ou ceder grandes quantidades de calor para ter a sua temperatura alterada. Um bom exemplo de reservatório térmico para a Terra são os mares, que são compostos majoritariamente por água, uma substância de alto calor específico. Essa característica torna os mares os grandes reguladores da temperatura global.

Calor latente

Calor latente, ou calor de transformação, é a quantidade de calor recebida por um corpo durante uma mudança de estado físico. Se algum corpo constituído apenas por uma única substância sofrer mudanças em seu estado físico, passando do estado sólido para o estado gasoso, por exemplo, ele recebeu calor latente. Durante a mudança de estado físico, todo o calor que um corpo recebe, ou cede, somente altera o seu estado, sem afetar a sua temperatura.Quando a água atinge a temperatura de fervura, por exemplo, sob condições normais de pressão, sua temperatura permanece constante enquanto ela sofre o processo de vaporização.

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Para calcularmos a quantidade de calor latente em alguma mudança de estado físico, usamos a seguinte fórmula:

Confira, na tabela a seguir, os valores de calor latente de fusão para algumas substâncias conhecidas:

Quanto maior for o calor latente de fusão de uma substância, mais calor por grama será necessário para fundi-la, levando-a do estado sólido para o estado líquido. O calor latente está intimamente relacionado com o tipo das ligações químicas formadas entre os átomos de uma molécula e, consequentemente, com a quantidade de graus de liberdade que ela apresenta.

Veja também: Conceitos de calor na História

Fluxo de calor

Fluxo de calor, ou fluxo térmico, é uma grandeza que fornece a taxa de passagem de calor através de alguma área. O fluxo de calor é definido no Sistema Internacional de Unidades em Joules por segundo ( J/s), e o seu símbolo é geralmente a letra grega Φ.

A fórmula usada para o cálculo do fluxo de calor está representada a seguir:

Curva de aquecimento

Toda substância pura pode ter a sua curva de aquecimento facilmente determinada. A curva de aquecimento é um gráfico da temperatura da substância em função da quantidade de calor recebida ou fornecida. Durante o aquecimento ou resfriamento da substância, o gráfico toma a forma de uma reta ascendente ou descendente. Nas mudanças de fase, tem a forma de uma reta paralela ao eixo horizontal. Observe:

Legenda:
II - Substância em processo de fusão: calor latente de fusão; III - Substância no estado líquido sendo aquecida: calor sensível; IV - Substância sofrendo evaporação: calor latente de evaporação. I - Substância no estado sólido sendo aquecida: calor sensível;

Trocas de calor

Dizemos que, em um sistema fechado, a soma das trocas de calor entre os corpos é nula, isto é, igual a 0. Essa propriedade decorre da conservação da energia: toda a quantidade de calor cedida pelo corpo de maior temperatura é absorvida pelos corpos com menores temperaturas. Dessa forma, podemos escrever a seguinte relação:

Exercícios resolvidos de Calorimetria

Questão 1 - ( PUC-RJ) Uma quantidade de água líquida de massa m = 200 g, a uma temperatura de 30 ºC, é colocada em um calorímetro junto a 150 g de gelo a 0 ºC. Após atingir o equilíbrio, dado que o calor específico da água é c = 1,0 cal/(g . ºC) e o calor latente de fusão do gelo é L = 80 cal/g, calcule a temperatura final nessa situação.

a) 10 °C

b) 15 °C

c) 0 °C

d) 30 °C

e) 60 °C

Resolução:

Considerando a transferência de calor da água para o calorímetro e a do gelo para o calorímetro desprezíveis, toda a quantidade de calor cedido pela massa de água deverá ser absorvida pela massa de gelo. Dessa forma, temos que:

Além disso, devemos estar atentos à quantidade de calor sensível que a massa de água é capaz de ceder à massa de gelo, bem como à quantidade de calor latente que a massa de gelo requer para ser totalmente fundida. Vamos calcular essas quantidades:

O resultado acima indica que o gelo necessita de 12.000 cal para ser completamente derretido. Agora calcularemos a quantidade de calor que a água é capaz de ceder.

Comparando as duas quantidades de calor, percebemos que o gelo requer o dobro da quantidade de calor que pode ser cedida pela água quando ela entrar no equilíbrio térmico com o gelo em 0 ºC. Dessa forma, somente metade da massa de gelo será derretida, cerca de 75 g, e todo o conjunto se encontrará em equilíbrio térmico em 0 ºC.

Questão 2 - Um bloco de determinado material e de massa igual a 1 kg (1000 g),em uma temperatura de 60 °C, é encostado em outro bloco do mesmo material, de massa igual a 600 g e que está em temperatura ambiente, de 20°C. Calcule a temperatura de equilíbrio térmico dos blocos.

Resolução:

Consideramos que toda a energia térmica cedida por um dos blocos é recebida pelo outro, assim:

Como as duas formas de calor são de calor sensível, teremos a seguinte resolução:

Por Me.Rafael Helerbrock

As gotículas no topo do copo resultam da condensação do vapor, uma vez que o vapor d'água cede calor latente para o ar.

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Você sabe o que é Calorimetria? Confira neste artigo alguns exercícios resolvidos, além de definições sobre os principais conceitos de Calorimetria. Saiba também quais são as fórmulas que podem ser utilizadas para calcular a quantidade de calor sensível e latente, bem como a capacidade térmica de um corpo.

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A propagação de calor é o fluxo de calor, energia térmica, por meio de dois ou mais sistemas termodinâmicos que estão a temperaturas distintas. Ela pode ocorrer por condução térmica, convecção térmica ou irradiação térmica.

Leia também: Diferença entre calor e temperatura

Resumo sobre propagação de calor

O calor é definido como a energia transmitida entre sistemas termodinâmicos a temperaturas distintas.

A propagação de calor ocorre por meio de condução térmica, conveccção térmica e irradiação térmica.

A condução térmica é uma forma de propagação de calor pelo contato físico entre os sólidos, que são aquecidos ou resfriados átomo por átomo.

A convecção térmica é uma forma de propagação de calor pela formação de correntes de convecção descendentes e ascendentes.

A irradiação térmica é uma forma de propagação de calor pelas ondas eletromagnéticas, as quais se propagam no vácuo.

Videoaula sobre propagação de calor

O que é calor?

O calor, também chamado de energia térmica, é a energia transferida entre corpos que apresentam temperaturas diferentes, fluindo do sistema termodinâmico de maior temperatura para o sistema termodinâmico de menor temperatura até que ambos atinjam o equilíbrio térmico, de acordo com a lei zero da termodinâmica. Segundo o Sistema Internacional de Unidades, a sua unidade de medida é o Joule (J), mas também pode ser utilizada a unidade de medida caloria (cal). Para saber mais sobre o calor, clique aqui.

O que é propagação de calor?

A propagação de calor é o processo de transmissão de calor entre sistemas termodinâmicos que apresentam diferenças de temperatura, ocorrendo por condução térmica, convecção térmica e irradiação térmica.

Quais são os tipos de propagação de calor?

Os tipos de propagação de calor são a condução térmica, a convecção térmica e a irradiação térmica.

A condução térmica é a propagação de calor que acontece por meio do contato físico entre sólidos a temperaturas diferentes.

Quando ocorre o contato entre esses sólidos, os átomos do corpo mais quente eventualmente colidem com os átomos do corpo mais frio, transferindo energia a este e aumentando a vibração dos seus átomos até que ambos os sólidos apresentem o mesmo grau de agitação e a mesma temperatura, como podemos ver na imagem abaixo.

Condução de calor por um cilindro metálico em contato com uma chama de vela.

Nos metais, além da propagação de calor de átomo para átomo, temos a propagação de calor por meio dos elétrons mais distantes do núcleo, nomeados elétrons livres. Podemos observar a condução térmica no:

aquecimento de uma barra metálica;

aquecimento de uma colher de metal que está tocando uma panela;

aquecimento do cabo de uma panela que está no fogo;

aquecimento do corpo humano quando está tocando outro corpo humano;

aquecimento da xícara pelo chá ou café;

resfriamento dos líquidos e corpos em contato com gelo.

Para saber mais sobre essa forma de propagação de calor e suas implicações, clique aqui.

A conveccção térmica é a propagação de calor que acontece por meio de correntes convectivas nos fluidos, sendo eles líquidos ou gases.

Quando um fluido sofre diferenças de temperatura, a parte quente do fluido sobe (corrente ascendente) e a parte fria desce (corrente descendente), formando correntes de convecção que transmitem calor até que todo o fluido esteja à mesma temperatura, como podemos ver na imagem abaixo:

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Correntes de convecção de calor em recipiente submetido a chamas.

Podemos observar a convecção térmica em:

aquecimento de líquidos no interior de uma panela ao fogo;

aquecimento dos corpos pelos aquecedores;

aquecimento ou resfriamento pelas correntes de ar atmosférico;

resfriamento dos alimentos na geladeira ou congelador;

resfriamento dos corpos pelos ares-condicionados;

lâmpada incandescente;

brisas marítimas.

Para saber mais sobre essa forma de propagação de calor, clique aqui.

A irradiação térmica é a propagação de calor que acontece por meio das ondas eletromagnéticas, não necessitando de meio para se propagar. Em razão disso, ela é a única forma de propagação de calor no vácuo.

Esquema ilustrativo mostra irradiação térmica vinda do Sol em direção à Terra.

Podemos observar a irradiação térmica em situações como:

aquecimento da Terra e dos seres que a habitam pelo Sol;

aquecimento das placas solares;

aquecimento dos alimentos em fornos elétricos e air fryers;

irradiação proveniente das ondas eletromagnéticas do Sol;

dissipação de fogo;

estufas de plantas.

Leia também: Física explica a melhor cor de roupa para usar no calor

Exercícios resolvidos sobre propagação de calor
Questão 1
(Unicamp) Um isolamento térmico eficiente é um constante desafio a ser superado para que o homem possa viver em condições extremas de temperatura. Para isso, o entendimento completo dos mecanismos de troca de calor é imprescindível.

Em cada uma das situações descritas a seguir, você deve reconhecer o processo de troca de calor envolvido.

I. As prateleiras de uma geladeira doméstica são grades vazadas, para facilitar fluxo de energia térmica até o congelador por [...]

II. O único processo de troca de calor que pode ocorrer no vácuo é por [...].

III. Em uma garrafa térmica, é mantido vácuo entre as paredes duplas de vidro para evitar que o calor saia ou entre por [....].

Na ordem, os processos de troca de calor utilizados para preencher as lacunas corretamente são:

a) condução, convecção e irradiação.

b) condução, irradiação o e convecção.

c) convecção, condução e irradiação.

d) convecção, irradiação e condução.
Resolução:
Alternativa D.

I - As prateleiras de uma geladeira doméstica são grades vazadas, para facilitar fluxo de energia térmica até o congelador por convecção, já que facilitará que o ar quente suba e o ar frio desça.

II - O único processo de troca de calor que pode ocorrer no vácuo é por irradiação, já que não é necessário um meio para se transportar.

III - Em uma garrafa térmica, é mantido vácuo entre as paredes duplas de vidro para evitar que o calor saia ou entre por condução, evitando que as moléculas percam ou ganhem calor.
Questão 2
(PUC-Rio) O mecanismo por meio do qual ocorre a perda de calor de um objeto é dependente do meio no qual o objeto está inserido. No vácuo, podemos dizer que a perda de calor se dá por:

a) Condução

b) Convecção

c) Irradiação

d) Condução e convecção

e) Convecção e irradiação.
Resolução:
Alternativa C.

Como no vácuo não existe um meio, a perda de calor só pode ser por irradiação.

# data[].attributes.attachment_link.title
Propagação de calor (condução, convecção, irradiação) - Mundo Educação

# data[].attributes.attachment_link.description
Clique para entender tudo sobre a propagação de calor. Confira aqui como ocorre a propagação de calor e quais são seus tipos.

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Tópicos deste artigo

O que é Termologia?

Termologia é o estudo científico dos fenômenos relacionados ao calor e à temperatura, como transferência de calor, equilíbrio térmico, transformações sofridas por gases, mudanças de estado físico, etc.

Temperatura

Temperatura é a medida do grau de agitação das partículas que constituem um corpo. A temperatura de um corpo é diretamente proporcional à velocidade com que seus átomos e moléculas vibram, rotacionam ou, até mesmo, transladam.

A temperatura é uma das grandezas fundamentais da natureza, juntamente com o metro e com o segundo, por exemplo. No sistema internacional de unidades (SI), a unidade utilizada para a medida da temperatura é o Kelvin (K). Essa escala de temperatura é considerada absoluta, pois não admite valores negativos e pode ser determinada diretamente pela vibração térmica dos átomos. Por isso, dizemos que a menor temperatura possível é o 0 K, também conhecido como zero absoluto.

Apesar da existência do Kelvin, outras escalas usuais, baseadas em outras substâncias, como Celsius e Fahrenheit, continuam sendo usadas no mundo. A figura abaixo mostra três termômetros graduados nas escalas mais comuns existentes: Celsius, Kelvin e Fahrenheit:

Escalas termométricas

As escalas termométricas são usadas para medir a temperatura a partir de alguma referência. Geralmente, tomam-se dois pontos fixos para os quais o corpo ou a substância de referência apresentaria as mesmas propriedades, como volume, densidade, condutividade ou resistência elétrica, comprimento, etc.

A escala Celsius é a termométrica mais usada no mundo. Trata-se de uma escala centígrada, isto é, apresenta 100 divisões de igual tamanho entre seus pontos fixos, 0 ºC e 100 ºC, chamados de graus. Por ser uma escala usual, admite temperaturas negativas: seu zero absoluto tem valor de aproximadamente -273,5 ºC.

Veja também: Termômetros e escalas termométricas

A escala Fahrenheit, por sua vez, é usada em poucos países, como Estados Unidos e Inglaterra. Foi desenvolvida para que o ponto de fusão da água seja igual a 32 ºF. Assim, mesmo atingindo baixas temperaturas, é improvável que se observem temperaturas negativas em países que utilizam essa escala. A temperatura de ebulição da água em Fahrenheit é de 212 ºF.

A escala Kelvin foi baseada na agitação térmica de átomos de hélio de forma que, ao atingirem o repouso total, atribui-se a esses átomos a temperatura de 0 K. Hoje em dia, sabemos que essa baixíssima temperatura é, na verdade, inalcançável.

Para convertermos valores de temperatura expressos em uma das escalas citadas acima, podemos utilizar as seguintes equações:

Calor

Dizemos que calor é a energia térmica transferida entre corpos que se encontram em temperaturas diferentes, sendo, portanto, uma forma de energia. Além disso, o calor sempre transita do corpo de maior temperatura para os corpos de menor temperatura, até que se estabeleça o equilíbrio térmico.

O calor pode ser transmitido por meio de três processos:

Condução: transmissão de calor mediante o contato de superfícies;

Convecção: transmissão de calor em razão da formação de correntes convectivas em um fluido;

Irradiação: transmissão de calor por ondas eletromagnéticas.

Veja também: Processos de propagação de calor

Existem apenas duas formas de calor: calor latente e calor sensível:

Calor sensível: é a forma de calor responsável pela mudança de temperatura em um corpo. Quando um corpo recebe calor sensível, sua temperatura aumenta; quando o mesmo corpo cede calor sensível, sua temperatura cai.

Calor latente: é a quantidade de calor que deve ser transferida para que um corpo ou uma substância mude de estado físico. Quando um corpo encontra-se na temperatura de ebulição ou de fusão, por exemplo, sua temperatura não varia, mesmo que ele continue exposto a uma fonte de calor. Não há mudanças de calor quando um corpo troca calor latente, apenas mudanças de estados físicos. Por isso, dizemos que ele recebe calor latente.

Veja também: Diferenças entre calor sensível e calor latente

Dilatação térmica

A dilatação térmica ocorre quando um corpo recebe ou cede grandes quantidades de calor. Além da mudança de temperatura ou do seu estado de agregação (estado físico), a passagem de calor para um corpo pode ocasionar mudanças em suas dimensões. A dilatação térmica depende da variação de temperatura sofrida pelo corpo, além do seu coeficiente de dilatação linear, superficial e volumétrico.

De acordo com o formato do corpo, pode-se determinar qual de suas dimensões é mais favorecida. Por exemplo, uma agulha tem formato alongado, por isso, a dilatação mais importante nesse caso é a linear. Ao todo, existem três formas de dilatação térmica:

Dilatação linear: mudança no comprimento de um corpo. Depende do seu coeficiente de dilatação linear (α).

Dilatação superficial: mudança sofrida pela área de um corpo. Depende do coeficiente de dilatação superficial (β).

Dilatação volumétrica: mudança ocorrida no volume de um corpo. Depende do coeficiente de dilatação volumétrica (γ).

As juntas de dilatação servem para que as barras dos trilhos de trem não se dilatem e, consequentemente, não entortem.

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Veja também: Dilatação térmica dos sólidos

Termodinâmica

A Termodinâmica é uma importante área da Termologia que estuda as relações entre calor, trabalho, temperatura e outras grandezas, como pressão, volume, etc. É responsável pelo estabelecimento de leis que regem todas as transformações que podem ser sofridas pela matéria, como a lei da conservação da energia, também conhecida como primeira lei da Termodinâmica.

Veja também: Fundamentos da Calorimetria

Conheça as leis da Termodinâmica e uma breve descrição de seu conteúdo:

Lei zero da Termodinâmica: é a lei do equilíbrio térmico. Essa lei fala que todos os corpos tendem a trocar calor até atingirem o equilíbrio térmico.

Primeira lei da Termodinâmica: é a lei da conservação da energia. Essa lei afirma que todo o calor recebido por um sistema durante um processo termodinâmico pode ser convertido em trabalho ou em aumento de sua energia interna.

Segunda lei da Termodinâmica: é a lei da entropia. Essa lei afirma que todos os sistemas que recebem calor tendem a alcançar níveis cada vez menores de organização.

Terceira lei da Termodinâmica: é a lei do zero absoluto. Essa lei nos diz que o zero absoluto é, na verdade, inatingível. Por mais frio que esteja um corpo, ele nunca estará a 0 K.

Fórmulas de Termologia

Confira algumas fórmulas de Termologia que podem ser úteis para seu estudo:

Dilatação térmica linear
L - comprimento final
L ₀ - comprimento inicial
ΔT - variação de temperatura
α - coeficiente de dilatação linear

Dilatação térmica superficial
S - área final
S ₀ - área inicial
ΔT - variação de temperatura
β - coeficiente de dilatação superficial

Dilatação térmica volumétrica
V - volume final
L ₀ - volume inicial
ΔT - variação de temperatura
γ - coeficiente de dilatação volumétrica

Resumo

Temperatura: quanto mais quente encontra-se um corpo, maior é a vibração de suas moléculas. Tal agitação é chamada de temperatura.

Calor: quando dois corpos de temperaturas diferentes encontram-se em contato térmico, o calor é transferido do corpo de maior temperatura em direção ao corpo menos quente

Escalas termométricas: são usadas para representar temperaturas em diferentes unidades, como Celsius e Fahrenheit.

Dilatação térmica: quando um corpo recebe calor e sofre aumentos de temperatura, suas dimensões podem aumentar. Esse efeito é chamado de dilatação térmica.

Veja também: Qual é a diferença entre calor e temperatura?
Exercícios de Termologia
Resolução
1) Um termômetro calibrado na escala Fahrenheit indica uma temperatura de 68 ºF. Qual é o valor dessa temperatura na escala Celsius?

Para convertermos Fahrenheit em Celsius, utilizaremos a fórmula abaixo:
Resolução
2) Um corpo de 10 g de calor específico igual a 1,2 cal/g ºC é submetido a uma variação de temperatura de 25 ºC. Determine a quantidade de calor transferida para esse corpo durante o processo.

O enunciado do exercício afirma que houve variação de temperatura para esse corpo. Portanto, utilizaremos a fórmula que calcula a quantidade de calor sensível:

Tomando os dados fornecidos pelo exercício, teremos que:
Resolução
3) Em um processo termodinâmico, são necessárias 500 cal para fundir um corpo de massa igual a 10 g, que se encontra no estado sólido, em sua temperatura de fusão. Determine o calor latente de fusão desse corpo.

Para fazer o cálculo que se pede, usaremos a fórmula do calor latente:

Usando os dados que foram informados, teremos que:

4) Assinale a alternativa que apresenta o nome do processo de transmissão de calor por ondas eletromagnéticas:

a) Condução

b) Convecção

c) Transmissão

d) Irradiação
Resolução
e) Dilatação

A transmissão de calor por meio de ondas eletromagnéticas é chamada irradiação. Por meio desse processo, o Sol consegue aquecer a superfície da Terra.
Resolução
5) Uma barra metálica homogênea de comprimento igual a 1,5 m é aquecida até que sua temperatura de 25 ºC atinja 150 ºC. Considerando que o coeficiente de dilatação linear dessa barra é de 1,2.10⁻⁵ ºC⁻ ¹, determine o comprimento final da barra após o aquecimento.

O tipo de dilatação sofrida por uma barra é linear. Portanto, para calcularmos o comprimento final dessa barra, faremos o seguinte cálculo:

Por Me.Rafael Helerbrock

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Termologia: conceitos, fórmulas e exercícios - Brasil Escola

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Termologia é a área da Física destinada ao estudo dos fenômenos relacionados ao calor e à temperatura. Leia este texto e confira o que é Termologia, temperatura e calor. Aprenda ainda a fazer conversões de escalas termométricas e a calcular grandezas como calor sensível, calor latente e dilatação térmica.

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A temperatura é a medida do grau de vibração das moléculas que compõem um corpo. Se a vibração molecular estiver alta, o corpo estará quente. Caso a vibração molecular seja pouco intensa, o corpo estará frio.

A exata determinação dos valores de temperatura em nosso cotidiano é de extrema importância. Como exemplo disso, podemos citar a determinação da temperatura corporal para o diagnóstico da febre e a manutenção de valores exatos de temperatura para o acondicionamento de remédios.

As sensações corporais não podem ser utilizadas para definir exatamente a temperatura de uma substância, pois o corpo humano não é um bom termômetro. Assim, a temperatura pode ser determinada pelo comportamento de materiais frente a variações dessa grandeza física. Sabemos, por exemplo, que, ao sofrer variações de temperatura, os materiais podem sofrer dilatação ou contração, assim, é possível aproveitar essa propriedade para medir sua temperatura.

Os termômetros mais comuns são os de mercúrio, nos quais esse metal líquido fica armazenado em um bulbo de vidro, com uma determinada escala termométrica. Os valores de temperatura são marcados pela dilatação ou contração desse metal.
Escalas termométricas
O processo de construção de uma escala termométrica é simples e envolve apenas dois passos. Com um bulbo de vidro onde há mercúrio, deve-se fazer o seguinte:
1) Marcação dos pontos fixos da água
Em condições normais de temperatura e pressão, a água sempre sofrerá fusão e ebulição nas mesmas temperaturas. Logo, deve-se unir o bulbo com mercúrio a uma certa quantidade de gelo em processo de fusão. Quando o nível do mercúrio dentro do bulbo for estabilizado, marca-se a posição do ponto de fusão. Em seguida, unindo o bulbo de vidro com água em ebulição, deve-se esperar a estabilização do nível de mercúrio e marcar o ponto de ebulição.

Sempre que o nível de mercúrio atingir um dos pontos marcados, saberemos que a temperatura corresponde ao ponto de fusão ou ao ebulição da água.
2) Atribuição de valores
Após a marcação dos pontos fixos, deve-se atribuir valores a cada um deles. Assim, estará criado um termômetro em uma determinada escala termométrica.

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Escalas termométricas
Atualmente, existem três escalas termométricas em uso no mundo:

1) Escala Celsius: Criada em 1742 pelo físico sueco Anders Celsius (1701 - 1744), essa escala atribui o valor 0 °C para o ponto de fusão e 100 °C para o ponto de ebulição da água.

2) Escala Fahrenheit: Criada em 1708 pelo físico alemão Daniel Fahrenheit (1686 - 1736), essa escala é utilizada principalmente nos países de língua inglesa e possui o valor 32 °F para o ponto de fusão e 212 °F para a ebulição da água.

Essa escala foi criada pelo inglês Willian Thompson (1824 - 1907), conhecido como Lord Kelvin. Tendo como referência a temperatura do zero absoluto, temperatura em que a vibração molecular cessa, a escala Kelvin é conhecida como escala absoluta.

Lord Kelvin atribuiu o valor zero à temperatura de - 273,15 °C, que corresponde à temperatura do zero absoluto. Assim, os pontos de fusão e ebulição na escala Kelvin correspondem, respectivamente, a 273 K e 373 K. Essa escala não apresenta a notação grau (°) e é utilizada pela comunidade científica.
Conversão entre escalas termométricas
A equação a seguir faz a transformação entre as temperaturas das escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Ao aplicá-la, podemos transformar qualquer valor de temperatura e encontrar seu correspondente em outra escala termométrica.

Nessa equação, T C, T F e T K representam temperaturas quaisquer nas escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin, respectivamente.

Vamos utilizar a equação de transformação para encontrar o valor correspondente a 45 °C na escala Fahrenheit.

A temperatura de 45 °C corresponde a 113 °F.

Por Joab Silas
Graduado em Física

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Conversão entre escalas termométricas: como ocorre? - Brasil Escola

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O aquecimento da água por energia solar, também conhecido como energia solar térmica, termossolar ou fototérmica, é um sistema que utiliza o calor do sol para aquecer a água. O sistema é composto por coletores solares que absorvem a luz solar e convertem a energia solar em calor. A água quente é armazenada num tanque de armazenamento chamado boiler, que é revestido com isolamento térmico para reduzir a perda de calor.

O aquecimento da água por energia solar é uma opção sustentável e económica para residências, empresas e indústrias.

• As vantagens incluem: Redução da conta de energia, menor impacto ambiental, vida útil mais longa, necessidade de menos manutenção em comparação com os aquecedores convencionais.