Resumo de Física - Termologia

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.
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