TEMPERATURA, CALOR E SUA PROPAGAÇÃO

• A temperatura do corpo humano é aproximadamente 37 oC. No

entanto, sentimos que os dias estão quentes quando a temperatura é superior a 25

oC. Por que isso acontece?

• Sensação térmica é a percepção que temos da temperatura e é influenciada pela temperatura ambiente e por outros fatores como vento e umidade.

• Quando um corpo é aquecido, a agitação média de suas partículas tende a aumentar, mas quando ele é resfriado, o movimento de suas partículas tende a diminuir, ou seja, a agitação térmica média das partículas do corpo se reduz.

• Energia térmica é a energia associada ao movimento de translação, rotação e vibração das partículas de um corpo.

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A ilustração mostra que a energia térmica está associada às partículas que compõem o material (no caso, um gás). Esses dois sistemas podem estar à mesma temperatura, mas têm energias térmicas diferentes, pois o sistema II tem mais partículas que o sistema I. Quando falamos de um mesmo sistema, vale a relação: quanto maior a temperatura desse sistema, maior sua energia térmica.

Calor e temperaturaTemperatura e calor são dois conceitos bastante diferentes e que muitas pessoas acreditam ser a mesma coisa. Os átomos e as moléculas de uma matéria estão em constante movimento. A medida da energia agitação destes átomos e destas moléculas é a temperatura.Temperatura é a grandeza física escalar que mede o grau de agitação molecular de um corpo.É muito comum ver pessoas falando que estão com calor, no entanto, fisicamente falando, essa fala está errada.Calor é definido como sendo energia térmica em trânsito e que flui de um corpo para outro em razão da diferença de temperatura existente entre eles, sempre do corpo mais quente para o corpo mais frio.

Equilíbrio térmico

Dois corpos a diferentes temperaturas, colocados em um recipiente termicamente isolado, atingem o estado de equilíbrio térmico. Calor é a energia térmica em trânsito de um corpo para o outro devido à diferença de temperatura entre eles. A sequência de figuras mostra que dois corpos com temperaturas diferentes trocam calor e entram em equilíbrio térmico em uma nova temperatura (supondo que isso aconteça em um ambiente termicamente isolado).

Se a temperatura está alta, por que não posso dizer que estou com calor?

Não é correto dizer “estou com calor”, pois calor é uma forma de energia que se transfere de um corpo a outro devido à diferença de temperatura entre os corpos. Assim, calor não é algo que um corpo possua, não é uma substância, mas sim energia térmica em trânsito. Dessa forma, em dias quentes de verão, com altas temperaturas, os corpos têm maior energia térmica e a trocam em menor quantidade com o meio. Nessa situação, ocorre menor propagação de calor; assim, o corpo possui maior energia térmica e não a troca com o meio. No inverno, a troca de calor entre o corpo e o ambiente se torna mais intensa, causando a sensação de frio.

No Sistema internacional (SI), a unidade de calor é o joule (J), pois calor é energia.Outra unidade muito utilizada para calor é a caloria (cal).Uma caloria é a quantidade de energia que, ao ser transferida para 1 grama de água, varia sua temperatura 1

oC.

Propagação do calor

O calor se propaga espontaneamente de um corpo de maior

temperatura para outro, de menor temperatura.

O gelo está em temperatura menor que o líquido que se deseja esfriar. Quando o gelo é colocado no copo, o líquido “perde” calor para o gelo, e assim se resfria.

Condução térmica é o processo de propagação do calor em que uma região de maior temperatura transmite o calor para as regiões vizinhas, de menor temperatura.

O calor do fogo da churrasqueira aquece os espetos, os quais, por condução, assam a carne. Para que o calor do metal não passe para a mão de quem mexer nos espetos, o cabo é revestido de madeira, que é um bom isolante térmico (mau condutor). A lã também é um isolante térmico, e o cobertor de lã é uma boa opção para impedir que, no inverno, troquemos calor com o ambiente.

Convecção térmica é o processo de propagação do calor pela movimentação da matéria de uma região a outra.

A convecção térmica acontece em líquidos e gases. A movimentação da matéria ocorre devido à diferença de densidade (menos densa, massa aquecida, e mais densa, massa mais fria). O ar próximo a um aquecedor de ambientes se torna menos denso e sobe. O ar frio desce e é aquecido, subindo também. Dessa forma, com o tempo, todo o ambiente fica aquecido. Assim como no caso do ar, também se formam as “correntes de convecção” na água em uma panela no fogo. A água se movimenta, e o líquido se aquece.

Radiação térmica é o processo de propagação do calor por emissão de radiação infravermelha.

Qualquer corpo, com temperatura acima de zero grau kelvin, emite radiação eletromagnética. Esse tipo de radiação não necessita de meio material para se propagar, e por isso é a única forma de propagação de calor no vácuo. O calor do Sol chega à Terra por meio da radiação térmica. As lâmpadas incandescentes emitem muita radiação térmica, além da radiação visível, e é por isso que esquentam o ambiente além de iluminar. As lâmpadas fluorescentes, ou lâmpadas “frias”, emitem menos radiação infravermelha. Em contrapartida, emitem mais radiação ultravioleta.