Calor e Temperatura são diferentes ?

Como em todos os nossos encontros, começamos com o tema do dia: calor.

É comum entre nós a confusão entre calor e temperatura. Vamos tentar acabar com ela de uma vez por todas: temperatura é uma grandeza que mede o grau de agitação das moléculas. Já o calor é energia. E não é uma energia qualquer.

Quando um corpo transfere energia para outro devido à diferença de temperatura existente entre eles, observa-se o conceito de calor.

Portanto essa energia só existe se estiver em movimento. Tal transferência ocorre até que os corpos igualem suas temperaturas, chegando, então, ao equilíbrio térmico.

Moçada, essa transferência de energia pode ocorrer por duas razões: para que um corpo utilize esse calor para modificar sua temperatura ou para que esse corpo modifique o estado físico da matéria. Lembre que as provas atuais de vestibular estão cobrando o conhecimento de conceitos.

Caro amigo, nunca se esqueça de que, durante uma mudança de estado físico da matéria, não pode ocorrer mudança de temperatura no corpo e vice-versa. O calor para efetuar mudança na temperatura do corpo é conhecido como calor do tipo sensível, enquanto o calor para realizar mudança de estado físico da matéria é chamado de calor do tipo latente.

As mudanças de estado físico são: fusão, passagem do estado sólido para o líquido; vaporização, passagem do estado líquido para o gasoso; condensação, de gasoso para líquido; solidificação, de líquido para sólido; sublimação, de sólido diretamente para gás; e ressublimação, ao passar de gás diretamente para sólido.

É fácil verificar que a fusão e a solidificação são mudanças inversas, assim como a vaporização e a condensação também o são.

É muito importante lembrar que as mudanças de estado físico que devem receber calor para serem realizadas são a fusão, a vaporização e a sublimação. Para que as outras aconteçam, é necessário haver perda de calor.

À aquisição de energia por um corpo, chamamos de processo endotérmico. Aos processos de perda de energia, damos o nome de exotérmicos.

O calor liberado por um corpo é necessariamente recebido por um ou por outro corpo de um sistema, uma vez que não há trocas com corpos externos.

A esse sistema, que não troca calor com o exterior, denominamos sistema isolado termicamente. A soma dos calores nesses sistemas é sempre nula.

E por hoje chega. Logo estaremos juntos novamente. Calorosos abraços e, como sempre, bons estudos!

TIRINHA DO DIA

CURIOSIDADE DO DIA

Por que os líquidos borbulham ao ferver?

Ferver,  significa entrar em ebulição, mudar do estado líquido para o gasoso. "Quando um líquido é aquecido até seu ponto de ebulição, ele começa a sofrer essa mudança de estado físico. Partes do líquido no interior do recipiente viram gás e formam as bolhas que, por serem menos densas do que o líquido, sobem até a superfície e se desprendem para a atmosfera".

Esse efeito é tão perceptível quando fervemos água no fogão. "Como o fogo aquece a parte de baixo da panela, as primeiras moléculas a evaporar são as debaixo, que sobem por todo o líquido formando um conjunto grande de bolhas subindo pela panela", finaliza.

Termometria (I)

A sensação térmica que sentimos ao tocar um corpo qualquer constitui um critério impreciso para a medida da temperatura.

O termômetro é um sistema auxiliar que possibilita avaliar a temperatura de modo indireto.

Substância termométrica: substância que apresenta uma propriedade cuja medida varia com a temperatura.

No termômetro de mercúrio a substância termométrica é o mercúrio; a altura da coluna de mercúrio é a grandeza termométrica desse termômetro.

Função termométrica de um termômetro é a fórmula que relaciona os valores da grandeza termométrica com os valores da temperatura.

Pontos fixos: são temperaturas invariáveis no decorrer do tempo, medidas em sistemas que podem ser reproduzidos facilmente quando necessário.

Usualmente são escolhidos os seguintes pontos fixos:

Ponto de gelo: temperatura de fusão do gelo sob pressão normal (1 atm).
Ponto de vapor: temperatura de ebulição da água sob pressão normal (1 atm).

As escalas Celsius e Fahrenheit

Na escala Celsius, adotam-se os valores 0 ºC e 100 ºC para o ponto de gelo e para o ponto de vapor, respectivamente.

Na escala Fahrenheit, adotam-se os valores 32 ºF e 212 ºF para o ponto de gelo e para o ponto de vapor, respectivamente.

Conversão entre a temperatura Celsius (θC) e a temperatura Fahrenheit (θF)

Simplificando, resulta:

Animação:
Escalas Celsius e Fahrenheit
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Relação entre a variação de temperatura na escala Celsius (ΔθC) e na escala Fahrenheit (ΔθF)

A escala absoluta Kelvin

A escala absoluta Kelvin adota a origem no zero absoluto, estado térmico em que cessaria a agitação térmica. Sua unidade (kelvin: K) tem extensão igual à do grau Celsius (ºC).

Relação entre a temperatura Kelvin (T) e a Celsius (θC)

Simplificando, resulta:

Animação:
Escalas Celsius e Kelvin
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Relação entre as variações de temperatura

Exercícios básicos - Resoluções abaixo.

Exercício 1:
Ao tomar a temperatura de uma criança que está febril, a mãe utiliza um termômetro clínico graduado na escala Fahrenheit e anota a temperatura de 101,3 ºF. Qual é o valor da correspondente temperatura na escala Celsius.

Exercício 2:
Retome a situação descrita na questão anterior. Após medicar seu filho, decorrido certo tempo a mãe efetua uma nova medida da temperatura. Ela nota que houve uma redução de 2,7 ºF. Qual é a correspondente redução de temperatura na escala Celsius?

Exercício 3:
Dois termômetros, um graduado na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit, estão em equilíbrio térmico com um certo líquido. A temperatura indicada pelo termômetro graduado na escala Fahrenheit é dada por um número igual ao dobro daquele indicado pelo termômetro graduado na escala Celsius. Qual é esta temperatura na escala Celsius?

Exercício 4:
Retome a situação descrita na questão anterior. O líquido no qual os termômetros estão imersos é gradativamente resfriado até uma temperatura para a qual os dois termômetros indicam o mesmo valor. Qual é a temperatura em questão? 

Exercício 5:
Pedro é um aluno que está iniciando o segundo ano do ensino médio. O professor Adalberto pede para que ele invente uma escala termométrica, medida em graus Pedro (ºP). Para isso Pedro atribui ao ponto do gelo a temperatura 10 ºP e para o ponto do vapor 90 ºP. Qual é a relação entre a temperatura na escala Celsius (θC) e a temperatura na escala Pedro (θP)?



Exercício 1:
Resolução: 

Exercício 2:
Resolução: 

Exercício 3:
Resolução: 

Exercício 4:
Resolução 

Exercício 5:
Resolução: 

Simplificando, resulta:

Os 7 Estados da Matéria

Até Einstein iria pirar!!! 

É pessoal sabe aquela história dos três estados físicos da matéria? Está ultrapassada. Desde 2003 considerava-se a existência de seis estados físicos possíveis para a matéria, agora já descobriram mais um. Com certeza com a evolução da ciência iremos descobrir novas formas de arranjo para a matéria o que é excelente, pois permite ao homem desenvolver novas técnicas de produção e transferência de energia, além de nos ajudar a entender melhor como é formado o universo.

Olha só os sete estados considerados até hoje:

 1º estado: No estado sólido considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de sua partícula. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica.

2º estado: No estado líquido, o corpo mantém a quantidade de matéria e aproximadamente o volume; a forma e posição relativa da partículas não se mantém. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica.

3º estado: No estado gasoso, o corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica.

4º estado: O Plasma (ou quarto estado da matéria) está presente principalmente nas televisões de LCD ou cristal líquido, ou ainda chamadas de “TVs de plasma”. Neste estado há uma certa “pastosidade” da substância, que permite uma maior e melhor resposta quando recebe informações decodificadas pelos feixes de luz emitidos pelos componentes da TV. É sabido que qualquer substância pode existir em três estados: sólido, líquido a gasoso, cujo exemplo clássico é a água que pode ser gelo, líquido a vapor. Todavia há muito poucas substâncias que se encontram nestes estados, que se consideram indiscutíveis a difundidos, mesmo tomando o Universo no seu conjunto. É pouco provável que superem o que em química se considera como restos infinitamente pequenos. Toda a substância restante do universo subsiste no estado denominado plasma. 

5º estado: O Condensado de Bose-Einstein é o quinto estado da matéria, e é obtido quando a temperatura chega a ser tão baixa que as moléculas entram em colapso. O condensado de Bose-Einstein é uma coleção de milhares de partículas ultra-frias ocupando um único estado quântico, ou seja, todos os átomos se comportam como um único e gigantesco átomo.

6º estado: Gás Fermiônicodiferentemente do condensado de Bose-Einstein nesse estado as partículas apesar de estarem a baixissimas temperaturas ainda se comportam isoladamente, ou seja, as partículas são solitárias e não se comportam como um condensado perfeito (completamente unidas).

7º estado: Superfluido de polaritons. Trata-se de um material sólido preenchido com uma série de partículas de energia conhecidas como polaritons. Os polaritons foram aprisionados e tiveram sua velocidade diminuída no interior do novo material. Este estado da matéria até agora desconhecido, introduz um método radicalmente novo tanto para mover energia de um ponto a outro, quanto para gerar um feixe de luz coerente - um laser - utilizando uma quantidade muito pequena de energia.

É queridos, a cada dia avançamos mais na busca de novos conhecimentos, e com isso devemos interagir cada vez mais com o mundo que nos cerca e tentar entender todos os fenômenos que acontecem à nossa volta. Considerando esses últimos estados da matéria onde as partículas se mostram muito agregadas tente responder (associando a física e a química que estudamos), como nesses estados a condução de eletricidade é maus intensa?

HÁ QUEM DIGA QUE SÃO 15 OS ESTADOS, VAI SABER.

1. - sólido
2. - sólido amorfo
3. - líquido
4. - gasoso
5. - plasma
6. - superfluido
7. - supersólido
8. - matéria degenerada
9. - neutrónio
10. - matéria fortemente simétrica
11. - matéria fracamente simétrica
12. - plasma quark-guón
13. - condensado fermiónico
14. - condesado de Bose-Einstein
15. - matéria estranha.

TIRINHA DO DIA 

CURIOSIDADE DO DIA

O que aconteceria ao corpo em uma viagem à velocidade da luz?

Sinto muito capitão Kirk, mas nada de se aproximar da velocidade da luz

É um dos maiores sonhos da humanidade, conseguir viajar anos-luz para chegar às estrelas e planetas distantes do nosso sistema solar. Para esse propósito, precisaríamos de uma nave que viajasse a uma velocidade absurdamente alta para chegar aos nossos vizinhos - algo próximo da velocidade da luz. Contudo, se os astronautas têm que passar por duro treinamento para aguentar a velocidade dos foguetes que saem do nosso planeta, o que aconteceria ao nosso corpo se viajássemos a 300 mil km/s (ou mais de 1 bilhão de km/h)?

 O espaço interestelar é praticamente vazio. Para cada centímetro cúbico, os cientistas acreditam que exista cerca de dois átomos de hidrogênio - no mesmo espaço, no ar da Terra, há cerca de 30 bilhões de átomos do mesmo elemento. Contudo, em entrevista à New Scientist, o cientista William Edelstein, da Universidade de Medicina John Hopkins, em Baltimore, nos Estados Unidos, diz que esse gás escasso pode fazer mais mal em uma viagem próxima à velocidade da luz do que um ataque romulano aos tripulantes da espaçonave Enterprise - da série Star Trek.

Baseado na teoria da relatividade de Albert Einstein, se acredita que o hidrogênio que está no espaço interestelar seria transformado em uma intensa radiação que poderia, em segundos, matar os tripulantes e destruir os equipamentos eletrônicos. Segundo Edelstein, a 99,999998% da velocidade da luz, os átomos do gás gerariam uma energia de 7 teraelectron volts - a mesma energia que os prótons do Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês). "Para a tripulação, seria como estar de frente ao raio do LHC", diz Edelstein.

O casco da espaçonave até poderia prover uma pequena proteção. Segundo Edelstein, uma camada de 10 cm de alumínio poderia absorver menos de 1% da energia. Ele afirma que, como os átomos de hidrogênio tem apenas um próton no núcleo, estes poderiam expor a tripulação a uma perigosa radiação ionizante que quebraria os elos químicos e danificaria o DNA. "Os átomos de hidrogênio são minas espaciais inevitáveis", diz o cientista.

A dose fatal de radiação para humanos é 6 sieverts. Edelstein calcula que a tripulação de uma espaçonave próxima à velocidade da luz receberia o equivalente a 10 mil sieverts em apenas um segundo, o que também enfraqueceria a estrutura da nave e danificaria os eletrônicos.

O cientista ainda especula que essa seria uma boa razão para acreditar que os ETs não chegaram ao nosso planeta. Segundo Edelstein, se um alienígena foi capaz de construir uma espaçonave que viaja à velocidade da luz, neste momento ele está morto, dentro da estrutura enfraquecida e com os sistemas de navegação quebrados.

CARICATURA DO DIA