termologia-introdução-2013

Prof. Zeca Carvalho
TERMOLOGIA
Termo +
Temperatura
logia
Estudo
Ramo da Física que estuda os fenômenos
relacionados ao aquecimento e resfriamento dos
corpos.
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.
Menor temperatura
Maior temperatura
“CALOR” (POPULAR)
Conforto ou
Desconforto
Térmico
Calor
Energia 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 industriais
Termômetros
para ambientes
Termômetro clinico
PONTOS FIXOS FUNDAMENTAIS
FUSÃO
PONTO DE GELO - Ponto
correspondente a
temperatura do gelo que está
se transformando em água.
EBULIÇÃO
PONTO DE VAPOR - Este
ponto corresponde a
temperatura da água que está
se transformando em vapor
sob pressão normal.
Escalas termométricas
Atualmente temos três escalas importantes em uso:
Celsius, Fahrenheit e Kelvin.
Escala Celsius:
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.
(Anders Celsius, 1701- 1744 )
Escala Fahrenheit:
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.
Daniel Gabriel Fahrenheit
(1686–1736)
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 TERMOMÉTRICA
Toda 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
Tc - 0
100 - 0
Tc
100
Tc
=
=
=
5
TF - 32
TK - 273
=
212 - 32
373 - 273
TF - 32
180
TF - 32
=
=
TK - 273
100
TK - 273
9
Tc
5
TC
=
5
TF - 32
9
= TK - 273
VARIAÇÃO ENTRE ESCALAS
F
C
ΔTC
5
═
T
ΔTF ═ ΔTK
9
5
ZERO ABSOLUTO
ESCALA KELVIN
MENOR ESTADO TÉRMICO. PONTO
DE ENERGIA MÍNIMA
CONSTRUÇÃO DE UMA
ESCALA QUALQUER
X
X2
X
X1
Y
Y2
Y
Y1
X  X 1 Y Y1

X 2  X 1 Y 2 Y1
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
Solução:
TC
= TK - 273
36 = TK - 273
36 + 273 = Tk
309 = Tk
Tk = 309 K
Tc
5
36
5
=
=
TF - 32
9
TF - 32
9
324 = 5TF - 160
324 + 160 = 5TF
484 = 5TF
484 / 5 = TF
96,8 = TF
TF = 96,8o F
2. Determine a temperatura que, na escala
Fahrenheit, é expressa por um número quatro
vezes maior que o correspondente na escala
Solução:
Celsius.
58,18o F
Se Tc = x então TF = 4 x
Tc
5
x
5
=
=
TF - 32
9
4 x - 32
20 x – 160 = 9 x
20 x – 9 x = 160
11 x = 160
x = 160 / 11
9
TF = 4 x
TF = 4 ( 160 / 11)
TF = 640 / 11
TF = 58,18o F
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? Solução:
40o C e 104o F
TF - TC = 64 então
Tc
5
Tc
5
Tc
5
=
=
=
TF = 64 + TC
TC = 160 / 4
TF - 32
9
TC = 40o C
64 + TC - 32
9
TC + 32
9
9 TC = 5 TC + 160
9 TC - 5 TC = 160
4 TC = 160
TF = 64 + TC
TF = 64 + 40
TF = 104o F
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
16 cm
4 cm
T
Solução:
4-h
5Oo C
1Oo C
10 - 0
=
16 - h
4-h
16 - h
50 - 0
=
10
50
50 (4 – h) = 10 (16 - h)
h
Oo C
5 (4 – h) = 1 (16 - h)
20 – 5h = 16 - h
– 5h + h = 16 - 20
– 4h = – 4
h = 1 cm
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?
Solução:
oX
180
x
oC
=
180 – (– 20)
100
5o C
100 – 0
5
x
=
180 + 20
x=?
5
x
=
200
100
5
100
100x = 1000
- 20
Oo C
100x = 1000
x = 10º X
(: 100)
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.
TE – (– 20)
Solução:
=
280 – (– 20)
E
280º E
C
TE + 20
100o C
280 + 20
TE + 20
TE
TC
300
TE + 20
3
- 20º E
Oo C
TC – 0
100 – 0
TC
=
=
100
TC
100
=
TC
1
TE + 20 = 3TC
TE = 3TC - 20
7. No dia 1° de janeiro de 1997, Chicago amanheceu
com a temperatura de 5º F. Calcule o valor dessa
temperatura na escala Celsius.
Solução:
Tc
5
TC
5
TC
5
TC
5
=
=
=
=
TF - 32
9
5 - 32
9
- 27
9
-3
1
TC = - 15º C