Prof. Zeca Carvalho

TERMOLOGIA

TERMOLOGIA

Ramo da Física que estuda os fenômenos relacionados ao aquecimento e resfriamento dos

corpos.

Termo + logia

Temperatura Estudo

Conceito fundamental de temperatura

O valor da temperatura está associada ao nível de agitação das partículas de um corpo. Portanto quanto maior a temperatura maior o estado de agitação.

Maior temperaturaMenor temperatura

“CALOR” (POPULAR)

Conforto ou Desconforto

Térmico

CalorEnergia em trânsito que se transfere de um corpo para outro, quando entre eles existir uma diferença de temperatura, até atingir o equilíbrio térmico (temperaturas iguais).

Equilíbrio Térmico:Ocorre quando a temperatura dos

corpos se igualam, ou seja, possuem o mesmo valor.

Termômetros:São os instrumentos usados na determinação da temperatura de um corpo. Um termômetro comum deve ter,uma substância termométrica que varia seu volume ao sofrer alguma variação de temperatura, como o mercúrio por exemplo, e uma escala que registrará o valor correspondente da temperatura.

Termômetros para ambientes

Termômetros industriaisTermômetro clinico

EBULIÇÃOPONTO DE VAPOR - Este

ponto corresponde a temperatura da água que está se transformando em vapor

sob pressão normal.

FUSÃO

PONTO DE GELO - Ponto correspondente a

temperatura do gelo que está se transformando em água.

PONTOS FIXOS FUNDAMENTAIS

Escalas termométricasAtualmente temos três escalas importantes em uso:

Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

Escala Celsius:

(Anders Celsius, 1701- 1744 )

Foi uma escala construída, tomando-se como referência a temperatura do gelo fundente como primeiro ponto fixo e a temperatura do vapor d´água em ebulição como segundo ponto fixo, atribuindo para estes dois pontos os valores 00C e 1000C respectivamente.

Escala Fahrenheit:

Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736)

Existem várias versões para a construção da escala Fahrenheit, mas nenhuma delas confirmada. Porém sabemos que nesta escala o ponto de gelo fundente e o vapor d´água em ebulição são registradas com os valores 320F e 2120F.

Escala Kelvin

É a escala oficial do Sistema Internacional admitida para a temperatura termodinâmica, onde o valor correspondente ao gelo fundente é 273,15K e para o vapor d´água em ebulição é 373,15K. É também chamada de escala absoluta ou científica pois define como 0K (zero absoluto) a temperatura teórica em que as partículas que compõem um corpo estariam paralisadas.

William Thomson (LORD KELVIN)

(1824 – 1907)

ESCALAS TERMOMÉTRICAToda escala de medida necessita de dois

pontos fixos, que são valores de referência desta escala.

ESCALA CELSIUS

PG = 0o C PV = 100o C

ESCALA FAHRENHEIT

PG = 32o F PV = 212o F

ESCALA KELVIN

PG = 273 K PV = 373 K

Celsius Fahrenheit Kelvin

100 - 0Tc - 0 =

212 - 32TF - 32

= 373 - 273TK - 273

100 Tc =

180TF - 32

= 100TK - 273

5

Tc = 9

TF - 32=

5

TK - 273

5Tc =

9TF - 32

TC = TK - 273

VARIAÇÃO ENTRE ESCALAS

C F T

ΔTC

5

ΔTF ΔTK

9 5═ ═

ZERO ABSOLUTOESCALA KELVIN

MENOR ESTADO TÉRMICO. PONTO DE ENERGIA MÍNIMA

CONSTRUÇÃO DE UMA ESCALA QUALQUER

X Y

X1

X2

X

Y1

Y

Y2

12

1

12

1

YY

YY

XX

XX

EXERCÍCIOS

1. A temperatura normal do corpo humano é de 36o C. Qual é o valor dessa temperatura expressa nas escalas Kelvin e Fahrenheit ? 309 K e 96,8o F

TC = TK - 273

36 = TK - 273

36 + 273 = Tk

309 = Tk

Tk = 309 K

324 = 5TF - 160

324 + 160 = 5TF

484 = 5TF

484 / 5 = TF

96,8 = TF TF = 96,8o F

Solução:

5

Tc=

9

TF - 32

5

36=

9

TF - 32

2. Determine a temperatura que, na escala Fahrenheit, é expressa por um número quatro vezes maior que o correspondente na escala Celsius. 58,18o F

5

Tc=

9

TF - 32

5

x=

9

4 x - 32

Se Tc = x então TF = 4 x

20 x – 160 = 9 x

20 x – 9 x = 160

11 x = 160

x = 160 / 11

TF = 4 x

TF = 4 ( 160 / 11)

TF = 640 / 11

TF = 58,18o F

Solução:

3. A diferença entre as indicações de um termômetro na escala Fahrenheit e de um termômetro na escala Celsius para um mesmo estado térmico é 64 graus. Qual a indicação dos dois termômetros? 40o C e 104o FTF - TC = 64 então TF = 64 + TC

5

Tc=

9

TF - 32

5

Tc=

9

64 + TC - 32

5

Tc=

9

TC + 32

9 TC = 5 TC + 160

9 TC - 5 TC = 160

4 TC = 160

TC = 160 / 4

TC = 40o C

TF = 64 + TC

TF = 64 + 40

TF = 104o F

Solução:

4. A altura h da coluna capilar de um termômetro mede 4 cm a 10o C e 16 cm a 50o C. Qual a altura h, em cm, quando a temperatura atingir 0o C?

H T

Oo C

1Oo C

5Oo C

h

4 cm

16 cm =16 - h 50 - 0

4 - h 10 - 0

=16 - h 50

4 - h 10

50 (4 – h) = 10 (16 - h)

5 (4 – h) = 1 (16 - h)

20 – 5h = 16 - h

– 5h + h = 16 - 20

– 4h = – 4

h = 1 cm

Solução:

5. Considere uma escala termométrica X tal que, sob pressão normal, ao ponto de fusão do gelo faça corresponder o valor -20° X e ao ponto de ebulição da água o valor 180° X. Uma queda de temperatura de 5° C corresponde a quantos graus na escala?

=180 – (– 20)

100x = 1000

oX oC

Oo C

5o C

100

- 20

180

x = ?

x 5

100 – 0

180 + 20

x =

5

100

200

x =

5

100

100x = 1000 (: 100)

x = 10º X

Solução:

6. Certa escala termométrica adota os valores -20o E e 280o E, respectivamente, para os pontos de fusão de gelo e ebulição da água, sob pressão de 1 atm. Determine a fórmula de conversão entre essa escala e a escala Celsius.

=280 – (– 20)

TE – (– 20) TC – 0

100 – 0

280 + 20

TE + 20

= TC

100

300

TE + 20

= TC

100

TE + 20 = 3TC

E C

Oo C

TC

100o C

- 20º E

TE

280º E

3

TE + 20

= TC

1

TE = 3TC - 20

Solução:

7. No dia 1° de janeiro de 1997, Chicago amanheceu com a temperatura de 5º F. Calcule o valor dessa temperatura na escala Celsius.

TC = - 15º C

Solução:

5

Tc=

9

TF - 32

5

TC=

9

5 - 32

5

TC=

9

- 27

5

TC=

1

- 3