temperatura

Temperatura e Expansão
Térmica
Cap. 19
Temperatura
O conceito de temperatura tem origem nas ideias de
quente e frio, que são baseadas no tato.
Quando um corpo é aquecido ou resfriado, algumas de
suas propriedades físicas se alteram (propriedade
termométrica).
Uma variação numa propriedade termométrica indica uma
variação de temperatura de um corpo.
A temperatura de um corpo é seu estado térmico
considerado em relação à sua capacidade de transferir
calor à outros corpos.
Para medir temperatura
coloca-se o termômetro em
contato com o corpo.
Quando o estado
estacionário é atingido, dizse que os sistema atingiu o
equilíbrio térmico – um
estado que não existe mais
nenhuma variação de
temperatura, nem do
termômetro nem do corpo.
© 2008 by Pearson Education
Lei Zero da Termodinâmica
“Se dois corpos estão em
equilíbrio térmico com um
terceiro, então os três corpos
estão em equilíbrio térmico
entre si”.
Por definição, dois corpos
tem a mesma temperatura se
eles estão em equilíbrio
térmico entre si.
© 2008 by Pearson Education
Termômetro e escalas de temperatura
© 2008 by Pearson Education
T
T

32
T

27
C
F
K


5
9
5
A escala Kelvin denomina-se escala absoluta de temperatura.
No zero absoluto, um sistema possui um valor mínimo para a
energia interna (cinética mais potencial). 0 K = -273,15 ºC
© 2008 by Pearson Education
Expansão Térmica
Podemos entender a dilatação
térmica qualitativamente, em
termos das moléculas do
material.
Cada átomo vibra em trono de
uma posição de equilíbrio.
© 2008 by Pearson Education
Quando a temperatura aumenta,
a energia e a amplitude das
vibrações também aumentam,
aumentando a distancia media
slide 9
entre eles.
Dilatação Linear
É a dilatação que ocorre em uma
dimensão do corpo.
A constante de proporcionalidade  é
considerada coeficiente de
dilatação linear.
L  Lo e L  T
L depende do material que constitui
o corpo.
Logo:
L = L – Lo
L = Lo..T
Onde:
L = variação do comprimento L =
L – Lo
Lo = comprimento inicial
 = coeficiente de dilatação linear
T = variação da temperatura slide
T=
10
T – To
© 2008 by Pearson Education
© 2008 by Pearson Education
Dilatação Superficial
É a dilatação que ocorre em
duas dimensões do corpo.
A constante de
proporcionalidade  é
considerada coeficiente de
dilatação superficial.
A  Ao
A  T
A depende do material
que constitui o corpo.
Logo:
A = A – Ao
A = Ao..T
© 2008 by Pearson Education
Onde:
A = variação da área A = A
– Ao
Ao = área inicial
 = coeficiente de dilatação
superficial
T = variação da temperatura
T= T – To
Dilatação Volumétrica
É a dilatação que ocorre em três
dimensões do corpo. A constante de
proporcionalidade  é considerada
coeficiente de dilatação volumétrica.
V  Vo e V  T
V depende do material
que constitui o corpo.
Logo:
V = V – Vo
V = Vo..T
Onde:
V = variação do volume
V = V – Vo
Vo = comprimento inicial
 = coeficiente de dilatação linear
T = variação da temperatura T = T – To
Dilatação de Líquidos
ΔVlíquido = ΔVaparente + ΔVrecipiente
Dilatação anômala da água
Em geral, as substâncias se dilatam ao serem aquecidas. A
água, porém, apresenta comportamento inverso no
intervalo de temperatura entre 0 ºC e 4 ºC, à pressão
normal.
Variação do volume da água em função
da temperatura, sob pressão normal
Dilatação anômala da água
Causa: a estrutura molecular de água (H2O) e o modo como as moléculas se
agrupam na fase sólida, formando ligações chamadas pontes de hidrogênio
entre os átomos de oxigênio e os átomos de hidrogênio das moléculas vizinhas.