O calor e suas aplicações :blush:

1. calor e mudança de estado físico

1.1. O fenômeno da vaporização pode ocorrer pela ebu­lição, quando a água ferve e passa rapidamente do es­tado líquido para o estado gasoso; ou por evaporação, quando a água da roupa molhada evapora, passando do estado líquido para o gasoso lentamente no varal. as bebidas no balde com gelo e água. Considerando que o sistema composto de gelo e água está em equilíbrio térmico, ou seja, que não há troca de calor entre as partes, será que podemos saber a quantos graus está esse sistema, mesmo sem usar um termômetro

2. Calorias

2.1. Para facilitar a comunicação, os cientistas utilizam um único grupo de unidades de medida: o Sistema Internacional de Unidades (SI). Nesse sistema, a unidade de medida do trabalho é o joule (pronuncia­se “jaule”), cujo símbolo é a letra J. Veja mais algumas unidades do Sistema Internacional: a unidade de compri­mento é o metro (m); a de volume, o metro cúbico (m3 ); a de massa, o quilograma (kg). Nas grandezas são usados também múltiplos e submúltiplos dessas unidades. Ao medir a massa, podem ser utilizadas as unidades: grama (g), miligrama (mg) e tonelada (t), por exemplo.

3. O calor e a dilatação

3.1. Em contato com a água morna, a tampa metálica aquece e se dilata mais que o vidro. Dessa forma, fica mais fácil abrir o frasco porque isso aumenta a folga entre a tampa e a rosca. Neste exemplo ocorre o mesmo fenômeno que explica a subida do álcool em um termômetro: o aumento da temperatura provoca o aumento das dimensões do corpo. Esse fenômeno é chamado de dilatação térmica e acontece com sólidos, lí­ quidos e gases.

4. dilatação dos gases

4.1. Você já sabe que as partículas de um gás se movimentam o tempo todo, sem uma direção definida. Esse movimento faz com que um gás ocupe todo o volume do reci­ piente em que está contido. As colisões ou os choques das partículas com as paredes do recipiente são responsáveis pela pressão do gás. em temperatura baixa, as partículas dos gases do ar movimentavam-se com menos energia. À medida que a temperatura aumenta, as partículas passam a se movimentar com mais energia e com maior velocidade. Com isso, exercem mais pressão sobre a parede interna do balão, que resulta no aumento de seu volume.

5. O gelo e a vida em regiões geladas

5.1. A maioria das substâncias dilata­se, isto é, tem um aumento de volume, quan­ do a temperatura sobe. No entanto, com a água ocorre o inverso na faixa entre 0 °C e 4 °C: nesse intervalo de temperatura, o volume da água diminui. Isso acontece pois, nesse intervalo, as partículas que formam a água se aproximam mais umas das outras, de modo que, quando a temperatura chega a 4 °C, a organização das partí­culas é a mais compacta possível. Nessa temperatura, a densidade da água é máxi­ma (um grama por centímetro cúbico ou 1 g/cm3 ). Acima de 4 °C, a energia recebida na forma de calor faz com que aumente a distância média entre as partículas e consequentemente o volume da água aumente.

6. Transformações de energia

6.1. Quando uma energia se transforma em outra a quantidade de energia e mantida, isso e mas conhecido com lei da conservação

7. Calor e Temperatura

7.1. Funciona da seguinte forma: Quanto maior a temperatura de um corpo a maior a emergia cinética das suas partículas, isto é mas rapidamente elas se movimentam.

8. Trocas de calor

8.1. Quando colocamos um pouco de leite gelado no café quente, o café esfria e o leite esquenta até ficarem com a mesma temperatura. Isso acontece porque há transferem­ cia de energia térmica na forma de calor do café para o leite, até que a mistura fique à mesma temperatura: dizemos, então, que a mistura atingiu o equilíbrio térmico.

8.1.1. Dizemos que um sistema se encontra em equilíbrio termodinâmico quando não há mudança de temperatu­ra (equilíbrio térmico), de pressão ou forças (equilíbrio mecânico) e de composição (equilíbrio químico). Um bo­tijão de gás de cozinha

9. Sensação de temperatura

9.1. Muitas vezes, quando um adulto desconfia de que uma criança está com febre, ele coloca uma das mãos sobre a testa da criança. Veja a figura 8.8. O objetivo dessa atitude é verificar se a criança está mais quente que o normal. Mas será que colocar a nossa mão sobre a pele de alguém ou na superfície de um objeto é uma forma confiável de avaliar a temperatura deles

9.1.1. Se compararmos dois dias de mesma temperatura, um deles úmido e outro seco, teremos a sensação de que no dia úmido a temperatura estava mais alta. Isso acon­ tece porque, quando o ar está úmido, a umidade do ar dificulta a evaporação do suor, prejudicando o mecanismo de resfriamento do organismo e provocando sensação de mais calor que em dias secos. Dependendo do contexto, o termo calor pode ter diferentes significados. Mencionamos “calor” como um tipo de energia em trânsito e, neste momento, estamos falando da sensação térmica de calor, ou seja, da sensação de alta temperatura.

10. Medição de temperatura

10.1. Em geral, os corpos dilatam quando sua temperatura aumenta, isto é, eles aumentam de volume. Isso acontece porque, quando a temperatura sobe, as partí­culas se movimentam mais rapidamente e se afastam mais umas das outras, ocu­pando um espaço maior. Alguns tipos de termômetro foram projetados considerando-se tal propriedade.

11. Transmissão de calor

11.1. Condução

11.1.1. A transmissão de calor por condução térmica ou, simplesmente, con- dução ocorre em geral entre os sólidos, principalmente nos condutores térmicos, isto é, materiais que possibilitam que o calor seja transmitido de um ponto a outro com facilidade, como os metais.

11.1.1.1. Na condução há transferência de energia entre as partículas que for­mam o material. Ao receberem energia térmica, essas partículas passam a vibrar mais, transmitindo essa energia (energia cinética) para as partícu­las próximas a elas.

11.2. Convecção

11.2.1. O fenômeno representado na figura 8.26 é a convecção. Nesse processo, a transferência de calor ocorre por meio do deslocamento de um fluido, isto é, um líquido ou um gás. A camada de água em contato com o fundo da panela recebe calor por condução e sua temperatura aumenta; com o aumento da temperatura, a água se ex­pande e se torna menos densa que a água de menor temperatura (a água da superfície) e, por isso, sobe.

11.2.1.1. A água da parte de cima, menos aquecida, desce e ocupa o lugar da água que subiu. Esse processo se repete, e a água fica circulando pela panela, com a porção mais quente subindo e a porção menos aquecida descendo: são as correntes de convecção, que fazem com que toda a água da panela seja aquecida.

11.3. Irradiação

11.3.1. A maior parte do espaço entre o Sol e a Terra é vazia, praticamente sem partí­culas: é o que chamamos de vácuo. Mas, então, como a luz e a energia térmica vindas do Sol chegam até nós, que estamos a cerca de 150 milhões de quilômetros de distância dele

11.3.1.1. A luz é um tipo de radiação eletromagnética ou onda eletromagnética. A radiação eletromagnética não precisa de um meio material para se propagar, ou seja, ela é capaz de se propagar também pelo vácuo.

11.4. Isolantes térmicos

11.4.1. Agora você já pode explicar por que os cabos de pa­nela em geral são de madeira ou plástico: o metal conduz melhor o calor se comparado à madeira ou ao plástico. Isso faz com que a temperatura do metal se eleve mais rapidamente. Por isso, usar panelas com cabo de madei­ra ou de plástico para cozinhar evita que a pessoa se quei­me.