Aula 01: Calor e Temperatura

SE A TEMPERATURA DO CORPO HUMANO É DE 36 ºC, POR QUE SENTIMOS CALOR EM TEMPERATURAS INFERIORES?

Marcus Vinícius Baldo, professor de Fisiologia do Instituto de

Ciências Biomédicas da USP

Nossa sensibilidade à temperatura depende de dois tipos de sensores: os receptores de frio e os de calor. Os primeiros são ativados em temperaturas em torno de 25 ºC, enquanto os receptores de calor respondem a temperaturas ao redor de 40 ºC. A sensação de conforto, em tese, é obtida em temperaturas perto de 32 ou 33 ºC, que estimulam todos os sensores na mesma intensidade.

Entretanto, como esses receptores estão localizados um pouco abaixo da superfície da pele, a temperatura que eles “medem” é resultado de vários fatores. A temperatura da própria pele é um deles, mas não o único. A sensação depende do calor trazido por objetos em contato com a pele, como a roupa; do calor radiante do meio, como a luz de uma lâmpada, e do calor dissipado pela transpiração. Depende também do calor que chega a partir dos vasos sanguíneos, que quando se dilatam fazem o sangue aflorar à pele, transmitindo-lhe mais calor. O inverso acontece quando se contraem.

A camada de ar retirada em uma blusa de lã, por exemplo, funciona como isolante térmico. Por isso sentimos mais frio quando está ventando: o vento remove essa camada de ar, fazendo com que a pele perca calor mais rapidamente. Da mesma forma, a exposição a uma fonte de calor, como o Sol, também altera nossa percepção.

Diponível em :<http://revistagalileu.globo.com/Galileu/0,6993,ECT516803-1716-9,00.html>(Acesso em nov/2009)

Em que o estudo do calor nos ajuda?

O estudo do calor ajuda-nos a entender por que escolhemos um ou outro tipo de roupa dependendo da temperatura do ambiente.

 

Na termologia, a matéria é estudada em seu aspecto microscópio e em seu comportamento global.

Nesta parte apresentaremos os conceitos fundamentais para os dois tipos de abordagem.

Sensação térmica: É apenas uma expressão qualitativa do estado térmico de um sistema.

No entanto, esse critério “sensitivo” para avaliação das temperaturas é impreciso, pois depende da pessoa que sente e das condições nas quais se encontravam anteriormente.

Energia térmica: A energia associada ao moimento de translação, rotação e vibração das partículas de um corpo é denominado energia térmica.

As moléculas constituintes da matéria estão em contínuo movimento, denominado agitação térmica. A energia cinética associada a esse movimento é chamada energia térmica.

Temperatura: É a grandeza física macroscópica associada ao grau de agitação térmica média das partículas de um corpo ou de um sistema. Podemos considerar a temperatura de um corpo

como a medida do grau de agitação de suas moléculas.

Você precisa saber!

Dois sistemas cujas partículas estejam no mesmo nível de agitação estão à mesma temperatura, mas não têm necessariamente a mesma energia térmica. O sistema formado pelo maior número de partículas possuirá maior energia térmica, pois esta é resultado da soma das energias cinéticas de cada uma das partículas componentes do sistema.

Dois sistemas podem estar à mesma temperatura, mas possuir energias térmicas diferentes.

Equilíbrio térmico: Se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, eles estão em equilíbrio térmico entre si.

A situação final de equilíbrio que traduz uma igualdade de temperatura dos corpos constitui o equilíbrio térmico. Assim, dois corpos em equilíbrio térmico possuem obrigatoriamente temperaturas iguais.

Calor: A energia térmica pode transferi-se de um corpo para outro quando entre eles houver uma diferença de temperatura. A energia térmica em trânsito é denominada calor.

A medida da quantidade de calor: A medida da quantidade de calor trocada entre dois corpos é, portanto, uma medida de energia que tem como unidade no Sistema Internacional o joule (J). No entanto, utiliza-se também , como medida das quantidades de calor, a caloria (símbolo cal), unidade estabelecida antes de se entender o calor como uma forma de energia. Sabe-se atualmente que:

1 caloria = 4,186 joules

Uma caloria é a quantidade de energia que, ao ser transferida para 1 grama de água, varia sua temperatura 1 ºC.

TESTES PROPOSTOS

T.1 - Escolha a opção que completa corretamente as lacunas do texto: “Por muito tempo, na história da Física, considerou-se que o calor era uma propriedade dos corpos, que a possuíam em uma quantidade finita. Esse conceito errôneo desapareceu no século XIX. Hoje sabe-se que o calor é uma forma de (1)_________________ e, portanto, não tem sentido falar em (2)_________________”.

a) (1) energia em trânsito (2) calor contido nos corpos

b) (1) temperatura (2) aquecimento dos corpos

c) (1) pressão (2) energia interna dos corpos

d) (1) força (2) trabalho realizado por um corpo

e) (1) momento (2) energia cinética de um corpo

T.2 - (PUC/Campinas-SP) Sobre o conceito de calor pode-se afirmar que se trata de uma:

a) medida da temperatura do sistema.

b) forma de energia em trânsito.

c) substância fluida.

d) quantidade relacionada com atrito.

e) energia que os corpos possuem.

T.3 - (AFA-SP) Assinale a alternativa que define corretamente calor.

a) Trata-se de um sinônimo de temperatura em um sistema.

b) É uma forma de energia contida nos sistemas.

c) É uma energia em trânsito, de um sistema a outro, devido à diferença de temperatura entre eles.

d) É uma forma de energia superabundante nos corpos quentes.

e) É uma forma de energia em trânsito do corpo mais frio para o corpo mais quente.

T.4 - (Unisa-SP) O fato de o calor passar de um corpo para outro deve-se a:

a) quantidade de calor existente em cada um.

b) diferença de temperatura entre eles.

c) energia cinética total de suas moléculas.

d) o número de calorias existentes em cada um.

e) nada do que se afirmou acima é verdadeiro.

T.5 - (PUC-SP) Assinale a frase mais correta conceitualmente.

a) “Estou com calor”

b) “Vou medir a febre dele”

c) “O dia está quente; estou recebendo muito calor”.

d) “O dia está frio; estou recebendo muito frio.”

e) As alternativas c e d estão corretas.

T.6 - (UECE) Considerem-se as unidades calorias e joule. É correto afirmar:

a) A caloria eu joule não podem ser comparados, porque a caloria é unidade de quantidade de calor e o joule é unidade de energia.

b) O joule é o maior que a caloria.

c) A caloria e o joule são iguais.

d) A caloria é maior do que o joule.

T.7 - (U.F. Viçosa-MG) Quando dois corpos de materiais diferentes estão em equilíbrio térmico, isolados do meio ambiente, pode-se afirmar que:

a) o mais quente é o que possui menor massa.

b) apesar do contato, suas temperaturas não variam.

c) o mais quente fornece calor ao mais frio.

d) o mais frio fornece calor ao mais quente.

e) suas temperaturas dependem de suas densidades.

T.8 - (FEI-SP) Quando dois corpos de tamanhos diferentes estão em contato e em equilíbrio térmico, isolados do meio ambiente:

a) o corpo maior é o mais quente.

b) o corpo menor é o mais quente.

c) não há troca de calor entre eles.

d) o maior cede calor para o menor.

e) o menor cede calor para o maior.

T.9 - (Fatec-SP) Três corpos encostados entre si estão em equilíbrio térmico. Nessa situação:

a) os três corpos apresentam-se no mesmo estado físico.

b) a temperatura dos três corpos é a mesma.

c) o calor contido em cada um deles é o mesmo.

d) o corpo de maior massa tem mais calor que os outros dois.

T.10 - Dois corpos A e B de masssa Ma e Mb, tais que Ma>Mb, estão às temperaturas Ta e Tb, respectivamente, com Ta ≠ Tb. Num dado instante, eles são postos em contato térmico. Ao atingir o equilíbrio térmico, teremos para as temperaturas finais Ta' e Tb'.

a) Ta' > Tb'

b) Ta' = Tb'

c) Ta' < Tb'

d) Ta' ≠ Tb'

T.11 - Se dois corpos estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro, conclui-se que:

a) os três acham-se em repouso.

b) os dois corpos estão em equilíbrio térmico entre si.

c) a diferença entre as temperaturas dos corpos é diferente de zero.

d) a temperatura do terceiro corpo aumenta.

e) os dois corpos possuem a mesma quantidade de calor.

T.12 - (Fatec-SP ) Um sistema A está em equilíbrio térmico com um outro B e este não está em equilíbrio térmico com um outro C. Então, podemos dizer que:

a) os sistemas A e C possuem a mesma quantidade de calor.

b) a temperatura de A é diferente da de B.

c) os sistemas A e B possuem a mesma temperatura.

d) a temperatura de B é diferente da de C, mas C pode ter temperatura igual à do sistema A.

e) nenhuma das anteriores.

T.13 - As forças de coesão entre as moléculas de uma substância:

a) são mais intensas no gasoso do que nos estados sólido e líquidos, em virtude de maior agitação.

b) são menos intensas no estado sólido do que nos estados gasoso e líquido, em vista da estrutura cristalina.

c) não dependem do estado de agregação da substância.

d) têm maior intensidade no estado sólido e menos intensidade no estado gasoso.

e) têm intensidade desprezível no estado sólido.

ABAIXO SEGUE O GABARITO: