temperatura e calor

CALOR E TEMPERATURA

FÍSICA M.9

PA

LA

VR

A

DO AUTOR

X SAIR

Abertura:Conforto térmico em residênciasAbertura:Conforto térmico em residências

Capítulo 1:Calor e temperaturaCapítulo 1:Calor e temperatura

Capítulo 2:Propagação do calorCapítulo 2:Propagação do calor

Resolução dos exercíciosResolução dos exercícios

Slides

Capítulo 3:Medidas de temperaturaCapítulo 3:Medidas de temperatura

Capítulo 4: Termômetros: grandezas e equações de conversãoCapítulo 4: Termômetros: grandezas e equações de conversão

X SAIRX SAIR

FR

AN

CK

BO

STO

N/S

HU

TTER

STO

CK

-VER

A V

OLK

OV

A/S

HU

TTER

STO

CK

-MA

KH

NA

CH

/SH

UTTER

STO

CK

FR

AN

CK

BO

STO

N/S

HU

TTER

STO

CK

-VER

A V

OLK

OV

A/S

HU

TTER

STO

CK

-MA

KH

NA

CH

/SH

UTTER

STO

CK

Conforto térmico em residências

Capítulo 1

Calor e temperatura DR

. A

RTH

UR

TU

CK

ER

/SC

IEN

CE P

HO

TO

LIB

RA

RY

/LA

TIN

STO

CK

DR

. A

RTH

UR

TU

CK

ER

/SC

IEN

CE P

HO

TO

LIB

RA

RY

/LA

TIN

STO

CK

X SAIRX SAIR

X SAIRX SAIR

Energia térmica

É a energia associada ao movimento de translação, rotação e vibração das partículas de um corpo.

A temperatura é a grandeza física macroscópica relacionada à movimentação das partículas.

Sistema I Sistema II

Menor energia térmica Maior energia térmica

1 Calor e temperatura

X SAIRX SAIR

Equilíbrio térmico e calor

TATA

TA > TBTA > TB

TBTB

TA = TBTA = TB

TATA TBTB


X SAIRX SAIR

Lei zero da termodinâmica

Se A está em equilíbrio térmico com B, e A também está em

equilíbrio térmico com C, podemos concluir que B está em

equilíbrio térmico com C.

AA BB

AA CC

BB CC


X SAIRX SAIR

Já sabe responder?

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

IMA

GE C

HIN

A/Z

UM

A P

RES

S/K

EY

STO

NE


DR

. A

RTH

UR

TU

CK

ER

/SC

IEN

CE P

HO

TO

LIB

RA

RY

/LA

TIN

STO

CK

DR

. A

RTH

UR

TU

CK

ER

/SC

IEN

CE P

HO

TO

LIB

RA

RY

/LA

TIN

STO

CK

Capítulo 2

Propagação do calor

X SAIRX SAIR

X SAIRX SAIR

Propagação do calor

O calor se propaga espontaneamente de um corpo de maior temperatura para outro, de menor temperatura.

GA

BO

R N

EM

ES

/KIN

O

2 Propagação do calor

X SAIRX SAIR

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.

JAV

IER

LA

RR

EA

/KEY

STO

NE

SEB

AS

TIE

N B

UR

EL/S

HU

TTER

STO

CK


X SAIRX SAIR

Convecção térmica

É o processo de propagação do calor pela movimentação da matéria de uma região a outra.

LU

KE P

ETER

S/A

LA

MY

/OTH

ER

IM

AG

ES

FA

BIO

CO

LO

MB

INI


X SAIRX SAIR

Radiação térmica

É o processo de propagação do calor por emissão de radiação infravermelha.

BIL

L R

OS

S/S

UN

SET/K

EY

STO

NE

DA

VID

EW

ING

/AG

B-P

HO

TO


X SAIRX SAIR

Já sabe responder?

É possível voar aproveitando a diferença de temperatura do ar?

MA

TT C

AR

DY

/ALA

MY

/OTH

ER

IM

AG

ES


DR

. A

RTH

UR

TU

CK

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CK

DR

. A

RTH

UR

TU

CK

ER

/SC

IEN

CE P

HO

TO

LIB

RA

RY

/LA

TIN

STO

CK

Capítulo 3

Medidas de temperatura

X SAIRX SAIR

X SAIRX SAIR

Calibração ou graduação de um termômetro

Pontos fixos

MA

RTY

N C

HIL

LM

AID

/ALA

MY

/OTH

ER

IM

AG

ES

TO

PIC

PH

OTO

/KEY

STO

NE

3 Medidas de temperatura

X SAIRX SAIR

Escalas Celsius e Fahrenheit

Temperatura deebulição da água

Temperatura de umsistema qualquer

Temperatura defusão de gelo


100100

TCTC

00

TFTF

ºCºC ºFºF

3232

212212

X SAIRX SAIR

Kelvin: a escala absoluta

Mínimo da escala: zero absoluto

Unidade de temperatura no SI: kelvin (K)

Valor em graus Celsius: subtrair 273 do valor em kelvins.


X SAIRX SAIR

Já sabe responder?

Uma temperatura de 70 graus pode ser agradável?

GA

RR

Y G

AY

/AG

B-P

HO

TO


DR

. A

RTH

UR

TU

CK

ER

/SC

IEN

CE P

HO

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LIB

RA

RY

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TIN

STO

CK

DR

. A

RTH

UR

TU

CK

ER

/SC

IEN

CE P

HO

TO

LIB

RA

RY

/LA

TIN

STO

CK

Capítulo 4

Termômetros: grandezas e equações de conversão

X SAIRX SAIR

X SAIRX SAIR

Exemplos de grandezas termométricas

Resistência elétrica Densidade de um líquido Nível de um líquido

CID

DA

VID

LEES

/CO

RB

IS/L

ATIN

STO

CK

STEV

E O

HLS

EN

/ALA

MY

/OTH

ER

IM

AG

ES

4 Termômetros: grandezas e equações de conversão

X SAIRX SAIR

Já sabe responder?

É possível fazer uma leitura instantânea da temperatura de um corpo?

ALFR

ED

PA

SIE

KA

/SC

IEN

CE P

HO

TO

LIB

RA

RY

/LA

TIN

STO

CK

4 Termômetros: grandezas e equações de conversão

X SAIRX SAIR

DR

. A

RTH

UR

TU

CK

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/SC

IEN

CE P

HO

TO

LIB

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/LA

TIN

STO

CK

DR

. A

RTH

UR

TU

CK

ER

/SC

IEN

CE P

HO

TO

LIB

RA

RY

/LA

TIN

STO

CK

Navegando no módulo

X SAIRX SAIR

EQUILÍBRIO TÉRMICO

CALOR TEMPERATURA

PROPAGAÇÃO DE CALOR

CONDUÇÃO CONVECÇÃO RADIAÇÃO

TERMÔMETROS

ESCALAS TERMOMÉTRICAS

GRANDEZASTERMOMÉTRICAS

ABSOLUTASNÃO

ABSOLUTAS

CELSIUS

FAHRENHEIT

KELVIN

Navegando no módulo

X SAIRX SAIRX SAIRX SAIR

DR

. A

RTH

UR

TU

CK

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LIB

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STO

CK

DR

. A

RTH

UR

TU

CK

ER

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IEN

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HO

TO

LIB

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RY

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TIN

STO

CK

SEQUÊNCIA DIDÁTICA

Adaptação e revisão técnica: Professora Érica Souza MiguelRevisão: Lara Milani (coord.), Adriana B. dos Santos, Alexandre Sansone, Amanda Ramos, Anderson Félix, André Annes Araujo, Aparecida Maffei, David Medeiros, Greice Furini, Maria Fernanda Neves, Renata Tavares Diagramação: Adailton Brito de Souza, Gustavo Sanches, Keila Grandis, Marlene Moreno, Valdei Prazeres, Vicente Valenti

VÍDEOS

Palavra do autorProdução: Estúdio Moderna ProduçõesEdição: 3D LOGIC

© 2008/2009, Grupo Santillana/Sistema UNOUso permitido apenas em escolas filiadas ao Sistema UNO

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicaçãopode ser reproduzida, arquivada ou transmitida, de qualquer forma,em qualquer mídia, seja eletrônica, química, mecânica, óptica,de gravação ou de fotocópia, fora do âmbito das escolas do Sistema UNO.A violação dos direitos mencionados constitui delito contraa propriedade intelectual e os direitos de edição.

GRUPO SANTILLANARua Padre Adelino, 758 – BelenzinhoSão Paulo/SP – Brasil – CEP 03303-904Vendas e Atendimento: Tel. (11) 2790-1500Fax: (11) 2790-1501www.sistemauno.com.br FIM

X SAIRX SAIR X SAIR

FÍSICA M.9

CALOR E TEMPERATURA

X SAIRX SAIRENEM – FÍSICA M.9

1 Um adulto, em condições normais, é um irradiador de energia calórica de potência 100 W. Imagine uma sala de aula com 50 carteiras, e que um aluno necessite de uma área de 60 cm por 60 cm para um trabalho confortável, considerando sua locomoção, liberdade de movimento e boa circulação de ar. Imagine também que o pé-direito (distância do chão ao teto) desta sala não deve ser baixo, mas em torno de 4 m de altura, para uma boa circulação de ar.De posse desta estimativa, e sabendo que a densidade do ar é de 1,3 kg/m3, quantos alunos adultos nesta sala serão capazes de aumentar a temperatura em 10 ºC, no intervalo de tempo de 20 minutos? E porque o pé-direito da sala de aula para muitos alunos deve ser alto? Isto é fato?

Considere o calor específico do ar com 1,065 kJ/kg K.Leia o texto e marque a alternativa que responde às perguntas de forma mais correta:


a) Para elevar 10 ºC, poderíamos ter até 10 alunos, no máximo. O pé-direito será alto por questões estéticas ou até psicológicas, não faz diferença substancial. b) Para elevar 10 ºC, poderíamos ter até 50 alunos, neste intervalo de tempo. A convecção térmica, e por isto o pé-direito deve ser alto, dará conta de qualquer quantidade de alunos na sala. c) A resposta a este problema não pode ser precisa; 5, 10, 50 alunos, não importa. O dimensionamento do ambiente passa por uma refrigeração de ar obrigatória. O pé-direito alto facilita a convecção térmica, e nisto se baseia o ar-condicionado obrigatório.d) Em cálculos precisos, para elevar 10 ºC, poderíamos ter até 8 alunos. A sala de aula foi dimensionada para que o calor se dissipe por convecção térmica e por isto o pé-direito não precisa ser alto. e) Objetivamente um cálculo aproximado nos daria oito pessoas para 10 ºC. A convecção térmica elevaria as correntes quentes, e por isto o pé-direito sendo alto facilita a circulação.


RESPOSTA: EPodemos julgar que uma sala para 50 carteiras pode abrigar até 50 alunos perfeitamente instalados. Se cada aluno necessita de um espaço de trabalho de pelo menos 0,6 m 0,6 m, sentado em sua carteira e livre para movimentar-se, teríamos 0,36 m2, a uma altura de sala (pé-direito) de 4 m, para boa circulação de ar, então este volume vai a 72 m3.

Se , então

Para aquecer em mais 10 ºC este ambiente, precisamos de uma quantidade de calor:

Se cada pessoa é um irradiador de 100 W = 100 J/s, então em 20 minutos teremos, por pessoa, 120.000 J = 120 kJ.Assim teremos

A circulação de ar por convecção térmica dissipará muito desta energia. Por isto uma sala onde muitas pessoas ficam juntas deve ser bem ventilada e o pé-direito alto faz este trabalho facilitado por janelas bem posicionadas.

n1/4 pessoas = = 8, 307; 8 pessoas

m = V m = 1,3 72 m = 93,6 kg m = V m = 1,3 72 m = 93,6 kg = = m

V

m

V

Q = m c

Q = 93,6 1,065 10 = 996,84 KJ

Q = m c

Q = 93,6 1,065 10 = 996,84 KJ

996,84

120

996,84

120

X SAIRX SAIR

2. Uma escala absoluta hipotética tem ponto de fusão do gelo marcado para valor 273 H, e é dividida entre o ponto de gelo e vapor em 180 partes.O valor nesta escala para 1 K, será:

a) – 216,6 Hb) esta escala é incorreta, já que por ser absoluta não poderia ter uma temperatura negativa para o zero absoluto.c) 1,8 Hd) – 1,8 He) zero

ENEM – FÍSICA M.9


RESPOSTA: B

Ponto de vapor de H: 273 + 180 = 453 H

TH = –216,6 HEste valor é negativo, o que para uma escala absoluta estaria incorreto. Esta deve partir do zero.

H K

Vapor 453 H 373 K

TH TK

Gelo 273 H 273 K

TH – 273

453 – 273 = TH – 273

373 – 273 TH – 273

180= 1 – 273

100

X SAIRX SAIRX SAIRX SAIR

QUESTÕES ENEM

Elaboração: José Roberto Abramo

Revisão técnica: Rodrigo Liegel

Revisão: Lara Milani (coord.), Alexandre Sansone, André Annes Araujo, Débora Baroudi, Fabio Pagotto, Flávia Yacubian, Greice Furini, Luiza Delamare, Maria Fernanda Neves, Renata Tavares, Valéria C. Borsanelli

Diagramação: Adailton Brito de Souza, Gustavo Sanches, Keila Grandis, Marlene Moreno, Valdei Prazeres, Vicente Valenti

© 2009, Grupo Santillana/Sistema UNOUso permitido apenas em escolas filiadas ao Sistema UNO

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