Física – 2º ano

Termologia
Ramo da física que estuda os fenômenos físicos relacionados ao calor.
A energia térmica é a energia cinética (movimento) associada à agitação térmica das moléculas. As moléculas de água fria possuem menor agitação térmica que as de água morna, e estas, menor do que as de água quente.
Temperatura: grandeza física que mede o nível de agitação térmica das partículas.
Calor é energia térmica em trânsito. 
Quando se diz que o corpo A tem temperatura superior à do corpo B, significa que o nível de agitação térmica das partículas do A é maior que o das partículas do B.
Escalas termométricas
Para estabelecermos uma escala termométrica escolhemos dois pontos: a temperatura de fusão do gelo e a temperatura do vapor d'água em ebulição.
Escala Celsius 0ºC = ponto de fusão do gelo e 100ºC = vapor d'água em ebulição.

Escala Fahrenheit 32ºF = fusão do gelo e 212ºF= vapor d'água em ebulição.
Escala Kelvin (escala absoluta) 273K = fusão do gelo e 373K = vapor d'água em ebulição. (Na escala Kelvin não tem o símbolo de graus!)
Zero absoluto = -273ºC
Equação de conversão


Celsius para Kelvin
θC = T(K) – 273 ou T(K) = θC + 273 

 
http://www.fisicafacil.pro.br/calculoescala02.htm


 
Dilatação Térmica
Quando ocorre elevação na temperatura de um corpo, suas dimensões aumentam. Acontece em todas as direções e sentidos.
Exemplos: Entre os trilhos de uma estrada de ferro, deixam-se pequenos vãos, para ter espaço quando a dilatação acontecer.
Os fios condutores de eletricidade dos postes apresentam pequena folga (acontece contração térmica).
Os vidros com tampas de metal, se forem colocados na água quente se abrem facilmente pois a tampa de metal se dilata mais que o vidro.
Dilatação térmica linear
Para calcularmos a variação de comprimento do corpo que sofreu a dilatação linear utilizamos a seguinte equação:

∆L = L₀ . α . ∆T

Onde:

∆L: variação de comprimento do corpo que sofreu a dilatação linear.
L₀ : comprimento inicial do corpo.
α: coeficiente de dilatação térmica do material que constitui o corpo.
∆T: variação de temperatura sofrida pelo corpo.
∆T: T- T0
∆L: L – L0

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Exercício
Um trilho de aço tem 100m de comprimento a 10°C. Qual o acréscimo de comprimento desse trilho quando a sua temperatura chega a 30°C?
(dado: coeficiente de dilatação linear do aço: α_aço=1,1 . 10^-5 °C^-1)


Resolução:
L₀ = 100m
∆T = 30 °C – 10 °C = 20 °C
α_aço=1,1 . 10^-5 °C^-1

Aplicando a equação ∆L = L0 . α . ∆T , podemos encontrar a variação de comprimento do trilho:

∆L = L₀ . α . ∆T
∆L = 100. 1,1 . 10^-5 . 20
∆L = 0,022 m (acréscimo de comprimento do trilho)

 

 O primeiro termômetro foi construído por Galileu Galilei.