in

O calor e os fenômenos térmicos

O calor e os fenômenos térmicos

Olá pessoal hoje o demonstre traz um trabalho onde retrata do nosso dia a dia de acordo com o nosso modo de viver, com base no uso da física, e nesse post vamos trabalhar com o “O calor e os fenômenos térmicos”.

Onde vamos mostrar o modo de se relacionar das pessoas baseada em Conhecimentos básicos e fundamentais da Física, que demonstram como estão se sentindo.

O calor e os fenômenos térmicos

Calor é associado à transferência de energia térmica de um sistema a outro, ou entre partes de um mesmo sistema, exclusivamente em virtude da diferença de temperaturas entre eles. Designa também a quantidade de energia térmica transferida em tal processo.

Os fenômenos térmicos são vistos diariamente e as pessoas não observam, sendo as vezes em grandes e pequenas proporções, que podem ser por parte de um fenômeno artificial ou natural.

Conceitos de calor e de temperatura

O Calor é a energia térmica em trânsito entre corpos com temperaturas diferentes. A temperatura é definida como estado de agitação das partículas de um corpo, caracterizando seu estado térmico.

Resultado de imagem para calor

Quanto mais agitadas estiverem essas moléculas, maior será sua temperatura. Quanto menos agitadas essas moléculas, menor será sua temperatura.

Equilíbrio Térmico

O equilíbrio térmico acontece quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato e depois disso alcançam um mesmo valor de temperatura.

Vídeo sobre Conceitos de calor e de temperatura:

Escalas termométricas

As escalas termométricas são usadas para indicar a temperatura, ou seja, a energia cinética associada à movimentação das moléculas.

Resultado de imagem para Escalas termométricas

No Sistema Internacional de Unidades (SI) a temperatura pode ser medida em três escalas: Escala Celsius (°C) Escala Kelvin (K) Escala Fahrenheit (°F).

As escalas

A Escala Fahrenheit foi criada em 1724 pelo físico e engenheiro Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Recebe esse nome em homenagem ao seu criador. Nos Estados Unidos e na Inglaterra a temperatura é medida em Fahrenheit. O símbolo dessa escala termométrica é °F.

A Escala Celsius foi criada em 1742 pelo astrônomo sueco Anders Celsius (1701-1744). Recebe esse nome em homenagem ao seu criador. É a escala termométrica mais utilizada no mundo, inclusive no Brasil. O símbolo dessa escala é °C.

A Escala Kelvin é chamada de “escala absoluta” pois tem como ponto de referência o zero absoluto. Ela foi criada em 1864 pelo físico, matemático e engenheiro irlandês William Thomson (1824-1907). Recebe esse nome uma vez que ele também ficou conhecido como Lord Kelvin. O símbolo dessa escala termométrica é K.

Vídeo sobre Escalas termométricas:

Transferência de calor e equilíbrio térmico

A transferência de calor é a troca de energia entre corpos com temperaturas diferentes, a transferência de calor pode ocorrer de três formas: radiação, condução e convecção.

Resultado de imagem para equilíbrio térmico

A radiação térmica, também conhecida como irradiação, é uma forma de transferência de calor que ocorre por meio de ondas eletromagnéticas, onde os corpos devem se tocar.

A condução é um meio de transferência de calor onde ocorre através de uma agitação que transmite molécula até que todo o objeto fique aquecido.

A convecção, que é a forma de transferência de calor comum para os gases e líquidos.

Equilíbrio térmico

O equilíbrio térmico acontece quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato e depois disso alcançam um mesmo valor de temperatura.

Vídeo sobre Transferência de calor e equilíbrio térmico:

Capacidade calorífica e calor específico

A capacidade calorífica C de um material é a quantidade de calor necessária para elevar a sua temperatura de 1ºC (ou 1ºK).

Resultado de imagem para calor específico

É uma grandeza independente da quantidade de material. Assim se ao material for cedida a quantidade de calor Q, e a sua temperatura varia de ΔTºK.

Calor específico

Calor específico é uma grandeza física intensiva que define a variação térmica de determinada substância ao receber determinada quantidade de calor. Também é chamado de capacidade térmica mássica. A unidade no SI é. Uma unidade usual bastante utilizada para calores específicos é cal/.

Vídeo sobre Capacidade calorífica e calor específico:

Condução do calor e a dilatação térmica

A condução de calor é a forma como o calor passa de um corpo a outro que pode ser de várias maneiras, como: condução térmica, convecção térmica e irradiação.

Dilatação térmica é o nome que se dá ao aumento do volume de um corpo ocasionado pelo aumento de sua temperatura( as vezes o corpo é bem pequeno e fica grande de acordo com a temperatura), o que causa o aumento no grau de agitação de suas moléculas e consequentemente aumento na distância média entre as mesmas.

Vídeo sobre Condução do calor e a dilatação térmica:

Mudanças de estado físico e calor latente de transformação

A mudança de estado físico ocorre de 3 maneiras, que são os 3 estados: líquido sólido e gasoso.

Fase líquida, a força entre as partículas é menor do que as do estado sólido, o que implica em um volume definido e uma forma variável (exemplo: água num copo).

Fase sólida caracteriza-se por apresentar uma grande força de atração entre as partículas, força essa de origem elétrica, o que implica em uma forma e volume definidos (exemplo: gelo).

Fase gasosa, a força entre as partículas é quase inexistente, o que corresponde a volume e formas variáveis (exemplo: vapor da água).

Calor latente

Calor latente, também chamado de calor de transformação, é a grandeza física relacionada à quantidade de calor que uma unidade de massa de determinada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, passar do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e vice-versa.

Vídeo sobre Mudanças de estado físico:

Comportamento de Gases ideais

Um gás ideal ou perfeito pode ser compreendido como um conjunto de moléculas ou átomos que estão em movimento constante e aleatório, cujas velocidades médias estão relacionadas com a temperatura – quanto maior a temperatura do sistema, maior a velocidade média das moléculas.

Resultado de imagem para e Gases ideais

O comportamento do gás ideal tendem a diminuir com mais alta temperatura e menor densidade, como o trabalho realizado por forças intermoleculares tornando-se menos significativas comparadas com a energia cinética das partículas, e o tamanho das moléculas torna-se menos significativo comparado ao espaço vazio entre ela

Vídeo sobre Comportamento de Gases ideais:

Máquinas térmicas

Máquina térmica, em termodinâmica, é aquela integrada num sistema que realiza a conversão de calor (energia térmica) em trabalho mecânico. Isto se dá quando uma fonte de calor leva uma substância de trabalho de um estado de baixa temperatura para um estado de temperatura mais alta.

Resultado de imagem para Máquinas térmicas

A substância de trabalho (normalmente gás ou vapor em expansão térmica) transfere essa energia através de sua expansão no interior da máquina térmica acionando o sistema mecânico (pistão, rotor ou outro) e realizando trabalho. Durante essa expansão, a substância de trabalho perde calor para o meio.

Vídeo sobre Máquinas térmicas:

Ciclo de Carnot e as Leis da Termodinâmica

Ciclo de Carnot é o ciclo executado pela máquina de Carnot, idealizada pelo engenheiro francês Carnot.

Resultado de imagem para Ciclo de Carnot

Funcionando entre duas transformações isotérmicas e duas adiabáticas alternadamente, permite menor perda de energia (Calor) para o meio externo (fonte fria).

Leis da Termodinâmica

A Primeira Lei da Termodinâmica se relaciona com o princípio da conservação da energia. Isso quer dizer que a energia em um sistema não pode ser destruída nem criada, somente transformada. No entanto, parte dessa energia se transforma em calor, que é perdida para o meio.

Segunda Lei da Termodinâmica, não é possível que o calor se converta integralmente em outra forma de energia. Por esse motivo, o calor é considerado uma forma degradada de energia.

A Lei Zero da Termodinâmica trata das condições para a obtenção do equilíbrio térmico. Dentre essas condições podemos citar a influência dos materiais que tornam a condutividade térmica maior ou menor.

A Terceira Lei da Termodinâmica surge como uma tentativa de estabelecer um ponto de referência absoluto que determine a entropia. A entropia é, na verdade, a base da Segunda Lei da Termodinâmica.

Vídeo sobre Ciclo de Carnot e as Leis da Termodinâmica:

Aplicações e fenômenos térmicos de uso cotidiano

No dia a dia das pessoas são usados diversas aplicações da termodinâmica que as pessoas não observam.

Os usos da termodinâmica podem ser em casa, no trabalho nas escolas, acontece muito uso da termodinâmica nas industrias que transformam materiais em energia.

Ciência dos materiais

Uma das aplicações da termodinâmica está ligada à ciência dos materiais, que estuda meios para obtenção de novos tipos de materiais, que possuam propriedades químicas e físicas bem definidas. A termodinâmica, podemos assim dizer, é uma das bases da engenharia dos materiais, pois os processos de fabricação de novos materiais envolvem bastante a transferência de calor e trabalho para as matérias primas.

Vídeo sobre Aplicações e fenômenos térmicos de uso cotidiano:

Compreensão de fenômenos climáticos relacionados ao ciclo da água

O ciclo da água é o permanente processo de transformação da água na natureza, passando de um estado para outro (líquido, sólido ou gasoso).

Resultado de imagem para Compreensão de fenômenos climáticos relacionados ao ciclo da água

A essa transformação e circulação da água dá-se o nome de ciclo da água ou ciclo hidrológico, que se desenvolve através dos processos de evaporação, condensação, precipitação, infiltração e transpiração.

Passos do ciclo da água

  1. O calor irradiado pelo sol aquece a água dos rios, lagos, mares e oceanos ocorrendo o fenômeno da Evaporação. Nesse momento, ocorre a transformação do estado líquido da água para o seu estado gasoso, à medida que se desloca da superfície da Terra para a atmosfera.
  2. O vapor da água esfria, se acumula na atmosfera e se condensa na forma de gotículas, que formarão as nuvens ou nevoeiros. Neste momento, ocorre o processo de Condensação, ou seja, a transformação do estado gasoso da água para seu estado líquido, sendo as nuvens, as gotículas de água líquida suspensas no ar.
  3. Com muita água condensada na atmosfera, se inicia o processo de Precipitação, onde as gotículas suspensas no ar se tornam pesadas e caem no solo na forma de chuva. Em regiões muito frias a água condensada passa do estado gasoso para o líquido e rapidamente para o estado sólido, formando a neve ou o granizo.
  4. Quando o vapor de água condensado cai sobre a superfície terrestre, ocorre a Infiltração de uma parte dessa água que vai alimentar os lençóis subterrâneos.
  5. Parte da água que se infiltrou no solo pode ser absorvida pelas plantas que, depois de utilizá-la a devolvem à atmosfera por meio do processo de Transpiração.

Vídeo sobre Compreensão de fenômenos climáticos relacionados ao ciclo da água:

FIM

Chegamos ao fim do poste onde falamos sobre O calor e os fenômenos térmicos, falando e explicando como foi feito até os dias atuais, assim tanto nos negócios quanto na vida pessoal. Se você gostou compartilhe nas redes sociais.

Deixe uma resposta

Evolução da escola e Comunidade Escolar 2

Evolução da escola e Comunidade Escolar

10 Receitas com Abacaxi 1

10 Receitas com Abacaxi