Física Térmica

INSTITUTO FEDERAL SUL-RIO-GRANDENSECAMPUS PELOTAS – VISCONDE DA GRAÇA

PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE INICIAÇÃO À DOCÊNCIA

FÍSICA

TÉRMICA

I – Dilatação dos sólidos

Podemos observar, em várias situações cotidianas, os efeitos da dilatação e da contração que ocorrem devido às variações na temperatura.

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I – Dilatação dos sólidos

Existem algumas situações em que é necessário o uso de materiais com a mesma taxa de dilatação, como por exemplo, o engenheiro usa barras de ferro de reforço que possuem a mesma taxa de dilatação que o concreto e o dentista utiliza na restauração um material com a mesma taxa de dilatação que o esmalte dos dentes. Amálgama prateado

A dilatação pode ser útil. Quando se quer afrouxar a tampa metálica de um vidro, podemos mergulhá-los em água quente. A tampa de metal dilata-se mais que o vidro e fica um pouco mais frouxa.

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I – Dilatação dos sólidos

Os corpos ao sofrerem variação na sua temperatura, tem suas dimensões alteradas devido a variação na agitação das moléculas.

O que acontece com um corpo quando aumentamos a sua temperatura?

O que acontece com um corpo quando diminuímos a sua temperatura?

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II – Dilatação Linear

Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no comprimento de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação linear.

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II – Dilatação Linear

l0

l

Δl

Δl = l0 α ΔθΔl = l - l0

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III – Dilatação Superficial

Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação na área de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação superficial.

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III – Dilatação Superficial

Δl

ΔA = A0 β Δθ

ΔA= A - A0

A0

A

β = 2α

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III – Dilatação Superficial

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IV – Dilatação Volumétrica

Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no volume de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação volumétrica.

ΔV = V0 Δθ

ΔV= V - V0

= 3α

V0

V

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V – Dilatação dos Líquidos

Leitura inicial 50 ml

O que acontece se aumentarmos a temperatura do recipiente????

Leitura final 60 ml

Qual foi a variação de volume sofrida pelo líquido?????ΔV = V – V0 = 60 - 50 = 10 ml Certo????

ERRADO!!!! Por quê?????

Porque o recipiente também sofre variação no seu volume.

ΔV = ΔVaparente + ΔVfrasco

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VII – Fases da Matéria: Sólido

No estado sólido, as partículas encontram-se muito próximas e unidas por intensas forças de ligação. Elas vibram em posições fixas.

Forma e volume constantes e definidos. Permite pouca compressibilidade.

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VII – Fases da Matéria: Líquido

As partículas estão mais afastadas uma das outras, reduzindo as forças de ligação que as mantém unidas. Estão mais livres e se movem com facilidade.

Forma variável (recipiente) Volume constante

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VII – Fases da Matéria: Gasoso

As partículas encontram-se muito afastadas umas das outras e são praticamente livres.

Se movimentam rapidamente em todas as direções e sentidos.

A forma e volume são variáveis (de acordo com o recipiente).

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VII – Fases da Matéria

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VIII – Mudanças de Fase

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VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE

PRESSÃO ATMOSFÉRICA

A pressão atmosférica varia conforme o lugar que nos encontramos. Ao nível do mar temos um valor para a pressão atmosférica que corresponde a 1 atm ou 76 cmHg.

Verifica-se experimentalmente que, se variarmos a pressão exercida sobre uma substância, a temperatura na qual ela muda de fase sofre alterações. Assim o gelo se funde a 0 ºC e a água ferve a 100 ºC quando a pressão for de 1 atm.

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VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE

Quando uma substância se funde, de modo geral ela aumenta de volume. Para uma substância que tenha este comportamento, observa-se que um aumento na pressão exercida sobre ela acarreta um aumento em sua temperatura de fusão.

A água é uma exceção quanto ao ponto de fusão. Ao se transformar em gelo a água aumenta de volume e é por este motivo que uma garrafa cheia de água, colocada em um congelador, parte-se quando a água se solidifica.

Fusão

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VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE

Um aumento na pressão acarreta um aumento na temperatura de ebulição, pois uma pressão mais elevada tende a dificultar a vaporização. Este fato é usado nas panelas de pressão e a água pode chegar a 120 ºC.

Ebulição

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VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE

Com a altitude a pressão atmosférica vai diminuindo e o ponto de ebulição da água também. Por exemplo no alto do Monte Everest, (8800 m de altitude) a água ferve a 72 ºC. Isto que dizer, que cozinhar um alimento nesta altitude sem panela de pressão, é uma missão difícil.

Ebulição

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VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE

Ebulição