fisica termica

Termodinâmica é a parte da física que estuda as relações entre o Trabalho Mecânico e o Calor.
No século XIX, James Precott Joule realizou várias experiências, concluindo que a transformação de trabalho em calor é independente da maneira como ele é transformado, isto é, ao mesmo trabalho sempre corresponde a mesma quantidade de calor.

Primeiro Princípio da Termodinâmica
Se realizamos um trabalho sobre o gás, comprimindo-o, ou se cedemos calor ao gás, ele recebe energia que armazena como energia interna.


A variação da energia interna do gás, devida ao calor fornecido ao sistema e ao trabalho realizado pelo mesmo será:

U = Q - w(DELTA)

Segundo Princípio da Termodinâmica

Máquinas Térmicas são dispositivos que convertem calor em trabalho e vice-versa: máquinas a vapor, motores a explosão, refrigeradores, etc.

Se todo calor absorvido por uma máquina térmica fosse integralmente transformado em trabalho, teríamos o caso ideal de rendimento (100%). Mas a experiência mostra que isto não é possível, o que constitui o segundo princípio da termodinâmica.

Clausius:
O calor só pode passar, espontaneamente, de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura.

Kelvin:
É impossível construir uma máquina térmica que, operando em ciclo, extraia calor de uma fonte e o transforme integralmente em trabalho

fisica termica

A nossa experiência cotidiana nos mostra que quando há
um contato direto entre dois objetos o mais quente cede
calor para o mais frio, há uma condução de calor.
Havendo um fluído entre eles, geralmente o ar ou a água,
também ocorre a troca pelo movimento das moléculas.
A água da parte superior da panela também se aquece.
Neste caso dizemos que por convecção.

As escalas termométricas são mecanismos utilizados para medir a temperatura dos corpos. Temperatura é uma grandeza física que mede o grau de agitação das moléculas de um corpo, indicando o seu estado térmico, ou seja, quanto maior a agitação das partículas que compõem o corpo, maior será a temperatura dele. As escalas surgiram da necessidade de quantificar o quanto um corpo está quente ou frio, e da necessidade de melhorar as medidas das temperaturas.

Existem vários tipos de escalas, das quais as mais conhecidas são a escala Celsius, escala Kelvin e escala Fahrenheit.

Escala Celsius

A Escala Celsius é a mais comum entre todas, foi criada em 1742 pelo astrônomo sueco Anders Celsius. Ele estabeleceu pontos fixos da sua escala como sendo os pontos de fusão do gelo e de ebulição da água, ou seja, 0° para o ponto de fusão de gelo e 100° para o ponto de ebulição da água.

Escala Fahrenheit

Daniel Gabriel Fahrenheit, o inventor do termômetro de mercúrio, foi o inventor dessa escala por volta dos anos de 1742. Ele em seus estudos obteve uma temperatura de 32°F para uma mistura de água e gelo, e uma temperatura de 212°F para a água fervente. Assim, na escala Fahrenheit a água vira gelo a uma temperatura de 32°F e ferve a uma temperatura de 212°F. É a escala mais utilizada nos países de língua inglesa.

Escala Kelvin e o zero absoluto

Como já foi dito, a temperatura mede o grau de agitação das moléculas, sendo assim a menor temperatura corresponde à situação na qual essa agitação cessa. Esse é denominado de zero absoluto. Na prática esse ponto é impossível de se alcançar, contudo, esse valor foi alcançado teoricamente na escala Celsius e corresponde a um valor igual a -273,15°C (aproximadamente -273). Willian Tomson, que viveu entre os anos de 1824 a 1907, durante a realização de experimentos verificou que se o volume de um gás for mantido constante, a sua pressão seria reduzida a uma razão de 1/273 do valor inicial para uma variação de -1°C na temperatura. Assim, ele concluiu que se o gás sofresse uma redução de temperatura de 0°C para -273°C, a sua temperatura reduziria a zero. A esse valor de -273°C ficou conhecido como zero absoluto. Kelvin atribuiu o zero da sua escala como sendo igual a -273°C na escala Celsius.

fisica termica

A Física Térmica trata do estudo do calor, que é uma forma de energia, bem como de sua transferência, e também da relação dada pela Termodinâmica entre o calor e o trabalho realizado.

O Calor tem papel fundamental para o ser humano. Ele necessita ter seu corpo mantido em temperaturas próximas a 360C, assim necessita de ambientes que sejam refrigerados, com o uso de ar-condicionado, ou aquecidos, com o uso de aquecedores ambientais. É importante para sua alimentação, visto que alguns alimentos devem ser refrigerados, para se manterem frescos, ou cozidos para que possam ser ingeridos.

Esse mesmo calor é importante para que diversas máquinas estejam a seu dispor, como por exemplo, refrigerador, freezer, ar-condicionado, aquecedores, caldeiras, Termógrafo, Aquecedor Solar, Garrafa Térmica, entre outros.

No estudo da Física Térmica é importante que se conheça os processos de transformação de calor, bem como a relação existente entre o calor e o trabalho realizado, estudado através da Termodinâmica que está fundamentada nas Leis da Termodinâmica.

Temperatura: é a medida da agitação das moléculas de um corpo.

Calor: é a transmissão de energia térmica de um corpo mais quente para um mais frio.