Calor e temperatura

Calor e temperatura

Calor e temperatura estão intimamente relacionados. A diferença mais importante entre esses dois conceitos é que o calor está relacionado à energia térmica de um corpo, enquanto a temperatura está relacionada à energia cinética molecular.

O calor indica a transferência de energia térmica entre as moléculas do mesmo sistema e pode ser medida em joules. O que mede o calor é como a energia se move. Um objeto ganha ou perde calor, mas não pode ser quente.

Por outro lado, a temperatura descreve a energia cinética média das moléculas dentro de um sistema e pode ser medida em graus Celsius, Kelvin e Fahrenheit. A temperatura é uma propriedade física de um objeto.

Aquecer

Temperatura

Definição

Energia que é transferida de um corpo para outro.

Medida de calor ou frieza de um objeto ou corpo.

Unidades de medida

Jaoule, caloria.

Kelvin, Celsius, Fahrenheit.

Estasões de medição

Calorímetro.

Termômetro, térmicos, termistores, pirômetro.

Exemplos

Uma lâmpada de luz que emite calor.

Temperatura corporal humana, temperatura da água.

O que é calor?

O calor é a energia que é transferida de um corpo para outro, devido à diferença de temperatura. Quando dois corpos com temperatura diferente estão se aproximando, a energia é transferida, de modo que o calor flui do objeto mais quente para o mais frio. 

Formulários de transferência de calor

Existem três maneiras pelas quais o calor pode ser transferido. O primeiro é o Transferência de direção, que ocorre em sólidos ou fluidos que estão em repouso. O segundo é o transferência de convecção, que ocorre em líquidos ou gases em movimento. O terceiro é o transferência de radiação, O que acontece sem um material transportador. 

Dirigindo

A condução de calor é um processo de transmissão de energia de uma partícula para outra, que ocorre enquanto ambos estão em contato direto. Uma área com maior energia cinética transfere energia térmica para uma área com menor energia cinética.

Partículas de alta velocidade colidem com partículas de baixa velocidade e isso aumenta sua energia cinética. Este tipo de transferência de calor acontece quando há contato físico entre dois corpos ou objetos. 

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Convecção

A transferência de calor de convecção ocorre quando as moléculas de um fluido se movem de uma região com uma temperatura mais alta para outra com uma inferior. Enquanto a temperatura está aumentando, o líquido também aumenta, o que é conhecido como deslocamento.

O exemplo mais claro é a água fervente, onde as moléculas mais densas se movem no fundo, e moléculas menos densas estão subindo, gerando um movimento circular.

Radiação

A transferência de calor da radiação está muito presente em nossas vidas diárias, pois é gerada pela emissão de ondas eletromagnéticas. Ondas levam energia ao corpo que emite. 

A radiação pode ocorrer através de um meio sólido ou líquido e é o resultado do movimento aleatório das moléculas. Para poder medir um dispositivo chamado termopar.

Como o calor é medido?

As unidades para medir a transferência de calor são o joule, no sistema métrico internacional, a caloria, usada em aplicações científicas ou tecnológicas. 

Joule

O joule é igual à energia que é transferida para um objeto quando a força de um Newton age nela na direção de seu movimento, ao longo de um medidor. 

Caloria

A caloria é definida como a quantidade de calor que um grama de água deve absorver para aumentar sua temperatura para um grau Celsius.

Instrumento para medir o calor

Para medir a transferência de calor, um calorímetro pode ser usado, um dispositivo que mede a quantidade de calor produzido durante uma reação. Com um calorímetro, você pode especificar a quantidade de calor que recebe ou que fornece um corpo, bem como a quantidade de calor que é liberada ou absorvida. 

Exemplos de calor

  • Um exemplo comum de dirigir é o processo de aquecimento de uma panela no fogão. O calor do queimador é transferido para a superfície da panela.
  • Outra situação diária com transferência de calor por condução é dada ao caminhar sem sapatos. O material em que aquece é transferido para os pés.
  • Tubos de cobre podem ser usados ​​para transferir calor para uma casa com muita eficiência, por isso é comum estar em dispositivos térmicos.
  • Com pó de diamante, você pode preparar dispositivos eletrônicos para transferir calor, sem afetar as áreas mais sensíveis do mecanismo e, assim, evitar superaquecimento. 
  • O calor por radiação pode ser experimentado ao permanecer perto do fogo, pois o calor é transferido da fonte que pode ser, por exemplo, um incêndio para o corpo que permanece próximo.
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Qual é a temperatura?

A temperatura é a medida de calor ou frieza de um objeto ou corpo estabelecido com referência a um valor padrão. É uma propriedade que manifesta energia térmica e está presente em toda a matéria.

Como a temperatura é medida?

A unidade básica para medir a temperatura é Kelvin (K). A escala também pode ser usada Celsius (C), sendo os 0 graus Celsius o valor que corresponde ao ponto de congelamento da água. Nos Estados Unidos, a escala mais comum é o Fahrenheit (F), onde o ponto de congelamento da água corresponde a 32 graus Fahrenheit.

Kelvin

A escala Kelvin é a escala absoluta mais usada em todo o mundo e é definida com a terceira lei da termodinâmica. Como é uma escala absoluta, as temperaturas registradas com Kelvin não têm notas. O ponto zero da escala é o zero absoluto.

Cada unidade nesta escala é 1 parte entre 273.16 partes da diferença entre zero absoluto e ponto triplo de água.

Celsius

Os graus Celsius também são chamados de graus Celsius e é uma escala de 0 para o ponto de congelamento da água e 100 para seu ponto de ebulição.

Esta escala foi inventada por uma astronom sueca.

Fahrenheit

A escala de Fahrenheit é baseada em 32 graus para congelamento de água e 212 graus para o ponto de ebulição. É usado principalmente nos Estados Unidos, enquanto Celsius predomina no resto do mundo e também em pesquisa científica.

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Essa escala se deve ao físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit, que levou como zero de sua escala a temperatura de uma mistura de gelo e sal.

Instrumentos para medir a temperatura

O instrumento mais comum para medir a temperatura é Termômetro de vidro, que consiste em um tubo de vidro cheio de mercúrio ou com outro líquido. Ao aumentar a temperatura, o líquido se expande e permite determinar a temperatura ao medir o volume do líquido.

Outro instrumento que pode ser usado é Par termoelétrico, um sensor que consiste em dois metais diferentes que estão unidos em uma extremidade. Quando essa união esfria ou aquece, produz uma tensão proporcional à temperatura.

O Termistores Eles detectam a temperatura graças a um material semicondutor que mostra uma mudança de resistência quando há variações de temperatura. Esses tipos de instrumentos são muito estáveis ​​e, com o tempo, eles mantêm seu desempenho.

A pirômetro ou o termômetro a laser pode medir a temperatura sem estar diretamente em contato com o material. Esses instrumentos são amplamente utilizados em processos industriais nos quais há temperaturas muito altas ou em situações em que um risco implica outro instrumento de medição.

Exemplos de temperatura

  • A temperatura regular de um corpo humano é de 37 graus Celsius.
  • Em alguns climas temperados, é apresentada uma temperatura média de 20 graus Celsius.
  • A água congela a 0 graus Celsius e ferve a 100 graus Celsius.
  • Um café parece mais quente que um sorvete porque comparamos a temperatura de um e outro, o que nos leva a determinar que o sorvete é mais frio.
  • Dias úmidos e quentes são percebidos mais calor do que dias quentes e secos.