A termologia é um assunto da ciência física que envolve o estudo dos fenômenos térmicos. A palavra “termo” quer dizer “calor” e “logia” significa “estudo”.
O assunto abrange temperatura, agitação térmica e calor. Existe ainda a termodinâmica, um ramo de estudos dentro da termologia, responsável pelas relações entre temperatura, calor e trabalho.
Termologia: o estudo da temperatura
Através da temperatura é possível medir o grau de energia de um corpo comparado a outro em referência. A medida em que um corpo aquece, mais agitadas ficam as suas moléculas. Em síntese, a temperatura corresponde ao grau de agitação térmica das partículas.
Medida de temperatura
No estudo da termologia são utilizadas as seguintes medidas de exemplo:
- Resistência elétrica de um condutor;
- Volume dos líquidos;
- Tamanho de um sólido.
Escalas de temperatura
As escalas de temperatura mais conhecidas são: Celsius (°C), Fahrenheit (°F) e Kelvin (K). Confira abaixo cada uma delas.
Escala Celsius (°C)
Quando fala-se de escala de temperatura no Brasil, a mais utilizada é a Celsius. Essa escala termométrica recebeu esse nome em homenagem ao astrônomo sueco Anders Celsius (1701-1744).
Na condição atmosférica, o Celsius usa-se como base para os pontos de fusão (0°C) e ebulição (100°) da água.
Escala Fahrenheit (°F)
Essa escala de medida recebeu esse nome em homenagem ao físico e engenheiro Daniel Gabriel Fahrenheit (1686—1736).
Ela é mais utilizada nos país de língua inglesa como Estados Unidos e Inglaterra. Em referência a água, o ponto de fusão na escala Fahrenheit é de 32° F e o ponto de ebulição 212° F.
Kelvin (K)
Essa escala foi criada pelo físico William Thompson, conhecido como Lord Kelvin. Nela não há valor negativo, o zero é denominado de “zero absoluto” onde é mantido como o início da temperatura.
O zero absoluto na escala Kelvin é atingido no 273K.
Obs: O Kelvin é utilizado no Sistema Internacional de Unidades (SI) para as medições oficiais.
A relação do Kelvin com a escala Celsius é dada pela fórmula:
Conversão da temperatura
Sabemos que as escalas Fahrenheit, Celsius e Kelvin são diferentes. No entanto, é possível converter as unidades através da seguinte expressão algébrica.
Calor
O calor diz respeito ao estudo do nível de energia cinética das partículas. Corresponde, portanto, a energia em trânsito que parte do corpo de maior temperatura para um com menor temperatura de forma espontânea.
Calor sensível
Por definição, o calor sensível faz com que a temperatura do corpo diversifique. A operação abaixo é usada para calcular a quantidade do calor sensível de um corpo.
Legenda:
- O “c” corresponde ao calor específico
- O “m” é a massa do corpo
- “Δt” é a variação da temperatura
Confira o vídeo abaixo sobre a aplicação da termologia:
Calor latente
O calor latente, em termologia, é aquele que gera a mudança de estado físico do corpo. O cálculo para buscar a quantidade de calor latente em um corpo é feito da seguinte maneira:
Onde:
- “L” corresponde ao calor latente de transição
- O “m” é a massa do corpo
Equilíbrio térmico
Para entender mais um pouco de termologia de equilíbrio térmico, confira a situação abaixo:
- Maria fez um chá, mas como estava muito quente deixou na mesa. Após 20min ela voltou à cozinha e percebeu que o chá já estava mais frio. Sendo assim tomou.
- Como explicar o esfriamento do chá de Maria?
Por meio do equilíbrio térmico. - Quando dois corpos X (inicialmente quente) e Y (inicialmente frio) entram em contato um com o outro, as temperaturas deles sofrem mudanças até um determinado tempo. Ou seja, ocorre uma troca de calor. Depois, ambos encontrarão um equilíbrio na temperatura.
No exemplo dado acima, o chá esfriaria até chegar em um equilíbrio térmico com o ambiente em que estava.
Mudança de estado
Abrange também o estudo da termologia as mudanças de estado físico da matéria que são: sólido, líquido e gasoso. Para que ocorra a alteração de um estado físico para outro, é necessário que aconteça a perda ou o recebimento de calor.
As mudanças que conhecemos são:
- Fusão: mudança do estado sólido para o líquido;
- Solidificação: transição do estado líquido para o estado sólido;
- Vaporização: passagem do líquido para o vapor (ou gasoso);
- Liquefação: mudança gasoso para o estado líquido;
- Sublimação: passagem do estado sólido para o gasoso.