Download - temperatura e calor
CALOR E TEMPERATURA
FÍSICA M.9
PA
LA
VR
A
DO AUTOR
X SAIR
Abertura:Conforto térmico em residênciasAbertura:Conforto térmico em residências
Capítulo 1:Calor e temperaturaCapítulo 1:Calor e temperatura
Capítulo 2:Propagação do calorCapítulo 2:Propagação do calor
Resolução dos exercíciosResolução dos exercícios
Slides
Capítulo 3:Medidas de temperaturaCapítulo 3:Medidas de temperatura
Capítulo 4: Termômetros: grandezas e equações de conversãoCapítulo 4: Termômetros: grandezas e equações de conversão
X SAIRX SAIR
FR
AN
CK
BO
STO
N/S
HU
TTER
STO
CK
-VER
A V
OLK
OV
A/S
HU
TTER
STO
CK
-MA
KH
NA
CH
/SH
UTTER
STO
CK
FR
AN
CK
BO
STO
N/S
HU
TTER
STO
CK
-VER
A V
OLK
OV
A/S
HU
TTER
STO
CK
-MA
KH
NA
CH
/SH
UTTER
STO
CK
Conforto térmico em residências
Capítulo 1
Calor e temperatura DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
X SAIRX SAIR
X SAIRX SAIR
Energia térmica
É a energia associada ao movimento de translação, rotação e vibração das partículas de um corpo.
A temperatura é a grandeza física macroscópica relacionada à movimentação das partículas.
Sistema I Sistema II
Menor energia térmica Maior energia térmica
1 Calor e temperatura
X SAIRX SAIR
Equilíbrio térmico e calor
TATA
TA > TBTA > TB
TBTB
TA = TBTA = TB
TATA TBTB
1 Calor e temperatura
X SAIRX SAIR
Lei zero da termodinâmica
Se A está em equilíbrio térmico com B, e A também está em
equilíbrio térmico com C, podemos concluir que B está em
equilíbrio térmico com C.
AA BB
AA CC
BB CC
1 Calor e temperatura
X SAIRX SAIR
Já sabe responder?
Se a temperatura está alta, por que não posso dizer que estou com calor?
IMA
GE C
HIN
A/Z
UM
A P
RES
S/K
EY
STO
NE
1 Calor e temperatura
DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
Capítulo 2
Propagação do calor
X SAIRX SAIR
X SAIRX SAIR
Propagação do calor
O calor se propaga espontaneamente de um corpo de maior temperatura para outro, de menor temperatura.
GA
BO
R N
EM
ES
/KIN
O
2 Propagação do calor
X SAIRX SAIR
Condução térmica
É o processo de propagação do calor em que uma região de maior temperatura transmite o calor para as regiões vizinhas, de menor temperatura.
JAV
IER
LA
RR
EA
/KEY
STO
NE
SEB
AS
TIE
N B
UR
EL/S
HU
TTER
STO
CK
2 Propagação do calor
X SAIRX SAIR
Convecção térmica
É o processo de propagação do calor pela movimentação da matéria de uma região a outra.
LU
KE P
ETER
S/A
LA
MY
/OTH
ER
IM
AG
ES
FA
BIO
CO
LO
MB
INI
2 Propagação do calor
X SAIRX SAIR
Radiação térmica
É o processo de propagação do calor por emissão de radiação infravermelha.
BIL
L R
OS
S/S
UN
SET/K
EY
STO
NE
DA
VID
EW
ING
/AG
B-P
HO
TO
2 Propagação do calor
X SAIRX SAIR
Já sabe responder?
É possível voar aproveitando a diferença de temperatura do ar?
MA
TT C
AR
DY
/ALA
MY
/OTH
ER
IM
AG
ES
2 Propagação do calor
DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
Capítulo 3
Medidas de temperatura
X SAIRX SAIR
X SAIRX SAIR
Calibração ou graduação de um termômetro
Pontos fixos
MA
RTY
N C
HIL
LM
AID
/ALA
MY
/OTH
ER
IM
AG
ES
TO
PIC
PH
OTO
/KEY
STO
NE
3 Medidas de temperatura
X SAIRX SAIR
Escalas Celsius e Fahrenheit
Temperatura deebulição da água
Temperatura de umsistema qualquer
Temperatura defusão de gelo
3 Medidas de temperatura
100100
TCTC
00
TFTF
ºCºC ºFºF
3232
212212
X SAIRX SAIR
Kelvin: a escala absoluta
Mínimo da escala: zero absoluto
Unidade de temperatura no SI: kelvin (K)
Valor em graus Celsius: subtrair 273 do valor em kelvins.
3 Medidas de temperatura
X SAIRX SAIR
Já sabe responder?
Uma temperatura de 70 graus pode ser agradável?
GA
RR
Y G
AY
/AG
B-P
HO
TO
3 Medidas de temperatura
DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
Capítulo 4
Termômetros: grandezas e equações de conversão
X SAIRX SAIR
X SAIRX SAIR
Exemplos de grandezas termométricas
Resistência elétrica Densidade de um líquido Nível de um líquido
CID
DA
VID
LEES
/CO
RB
IS/L
ATIN
STO
CK
STEV
E O
HLS
EN
/ALA
MY
/OTH
ER
IM
AG
ES
4 Termômetros: grandezas e equações de conversão
X SAIRX SAIR
Já sabe responder?
É possível fazer uma leitura instantânea da temperatura de um corpo?
ALFR
ED
PA
SIE
KA
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
4 Termômetros: grandezas e equações de conversão
X SAIRX SAIR
DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
Navegando no módulo
X SAIRX SAIR
EQUILÍBRIO TÉRMICO
CALOR TEMPERATURA
PROPAGAÇÃO DE CALOR
CONDUÇÃO CONVECÇÃO RADIAÇÃO
TERMÔMETROS
ESCALAS TERMOMÉTRICAS
GRANDEZASTERMOMÉTRICAS
ABSOLUTASNÃO
ABSOLUTAS
CELSIUS
FAHRENHEIT
KELVIN
Navegando no módulo
X SAIRX SAIRX SAIRX SAIR
DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
DR
. A
RTH
UR
TU
CK
ER
/SC
IEN
CE P
HO
TO
LIB
RA
RY
/LA
TIN
STO
CK
SEQUÊNCIA DIDÁTICA
Adaptação e revisão técnica: Professora Érica Souza MiguelRevisão: Lara Milani (coord.), Adriana B. dos Santos, Alexandre Sansone, Amanda Ramos, Anderson Félix, André Annes Araujo, Aparecida Maffei, David Medeiros, Greice Furini, Maria Fernanda Neves, Renata Tavares Diagramação: Adailton Brito de Souza, Gustavo Sanches, Keila Grandis, Marlene Moreno, Valdei Prazeres, Vicente Valenti
VÍDEOS
Palavra do autorProdução: Estúdio Moderna ProduçõesEdição: 3D LOGIC
© 2008/2009, Grupo Santillana/Sistema UNOUso permitido apenas em escolas filiadas ao Sistema UNO
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicaçãopode ser reproduzida, arquivada ou transmitida, de qualquer forma,em qualquer mídia, seja eletrônica, química, mecânica, óptica,de gravação ou de fotocópia, fora do âmbito das escolas do Sistema UNO.A violação dos direitos mencionados constitui delito contraa propriedade intelectual e os direitos de edição.
GRUPO SANTILLANARua Padre Adelino, 758 – BelenzinhoSão Paulo/SP – Brasil – CEP 03303-904Vendas e Atendimento: Tel. (11) 2790-1500Fax: (11) 2790-1501www.sistemauno.com.br FIM
X SAIRX SAIR X SAIR
FÍSICA M.9
CALOR E TEMPERATURA
X SAIRX SAIRENEM – FÍSICA M.9
1 Um adulto, em condições normais, é um irradiador de energia calórica de potência 100 W. Imagine uma sala de aula com 50 carteiras, e que um aluno necessite de uma área de 60 cm por 60 cm para um trabalho confortável, considerando sua locomoção, liberdade de movimento e boa circulação de ar. Imagine também que o pé-direito (distância do chão ao teto) desta sala não deve ser baixo, mas em torno de 4 m de altura, para uma boa circulação de ar.De posse desta estimativa, e sabendo que a densidade do ar é de 1,3 kg/m3, quantos alunos adultos nesta sala serão capazes de aumentar a temperatura em 10 ºC, no intervalo de tempo de 20 minutos? E porque o pé-direito da sala de aula para muitos alunos deve ser alto? Isto é fato?
Considere o calor específico do ar com 1,065 kJ/kg K.Leia o texto e marque a alternativa que responde às perguntas de forma mais correta:
X SAIRX SAIRENEM – FÍSICA M.9
a) Para elevar 10 ºC, poderíamos ter até 10 alunos, no máximo. O pé-direito será alto por questões estéticas ou até psicológicas, não faz diferença substancial. b) Para elevar 10 ºC, poderíamos ter até 50 alunos, neste intervalo de tempo. A convecção térmica, e por isto o pé-direito deve ser alto, dará conta de qualquer quantidade de alunos na sala. c) A resposta a este problema não pode ser precisa; 5, 10, 50 alunos, não importa. O dimensionamento do ambiente passa por uma refrigeração de ar obrigatória. O pé-direito alto facilita a convecção térmica, e nisto se baseia o ar-condicionado obrigatório.d) Em cálculos precisos, para elevar 10 ºC, poderíamos ter até 8 alunos. A sala de aula foi dimensionada para que o calor se dissipe por convecção térmica e por isto o pé-direito não precisa ser alto. e) Objetivamente um cálculo aproximado nos daria oito pessoas para 10 ºC. A convecção térmica elevaria as correntes quentes, e por isto o pé-direito sendo alto facilita a circulação.
X SAIRX SAIRENEM – FÍSICA M.9
RESPOSTA: EPodemos julgar que uma sala para 50 carteiras pode abrigar até 50 alunos perfeitamente instalados. Se cada aluno necessita de um espaço de trabalho de pelo menos 0,6 m 0,6 m, sentado em sua carteira e livre para movimentar-se, teríamos 0,36 m2, a uma altura de sala (pé-direito) de 4 m, para boa circulação de ar, então este volume vai a 72 m3.
Se , então
Para aquecer em mais 10 ºC este ambiente, precisamos de uma quantidade de calor:
Se cada pessoa é um irradiador de 100 W = 100 J/s, então em 20 minutos teremos, por pessoa, 120.000 J = 120 kJ.Assim teremos
A circulação de ar por convecção térmica dissipará muito desta energia. Por isto uma sala onde muitas pessoas ficam juntas deve ser bem ventilada e o pé-direito alto faz este trabalho facilitado por janelas bem posicionadas.
n1/4 pessoas = = 8, 307; 8 pessoas
m = V m = 1,3 72 m = 93,6 kg m = V m = 1,3 72 m = 93,6 kg = = m
V
m
V
Q = m c
Q = 93,6 1,065 10 = 996,84 KJ
Q = m c
Q = 93,6 1,065 10 = 996,84 KJ
996,84
120
996,84
120
X SAIRX SAIR
2. Uma escala absoluta hipotética tem ponto de fusão do gelo marcado para valor 273 H, e é dividida entre o ponto de gelo e vapor em 180 partes.O valor nesta escala para 1 K, será:
a) – 216,6 Hb) esta escala é incorreta, já que por ser absoluta não poderia ter uma temperatura negativa para o zero absoluto.c) 1,8 Hd) – 1,8 He) zero
ENEM – FÍSICA M.9
X SAIRX SAIRENEM – FÍSICA M.9
RESPOSTA: B
Ponto de vapor de H: 273 + 180 = 453 H
TH = –216,6 HEste valor é negativo, o que para uma escala absoluta estaria incorreto. Esta deve partir do zero.
H K
Vapor 453 H 373 K
TH TK
Gelo 273 H 273 K
TH – 273
453 – 273 = TH – 273
373 – 273 TH – 273
180= 1 – 273
100
X SAIRX SAIRX SAIRX SAIR
QUESTÕES ENEM
Elaboração: José Roberto Abramo
Revisão técnica: Rodrigo Liegel
Revisão: Lara Milani (coord.), Alexandre Sansone, André Annes Araujo, Débora Baroudi, Fabio Pagotto, Flávia Yacubian, Greice Furini, Luiza Delamare, Maria Fernanda Neves, Renata Tavares, Valéria C. Borsanelli
Diagramação: Adailton Brito de Souza, Gustavo Sanches, Keila Grandis, Marlene Moreno, Valdei Prazeres, Vicente Valenti
© 2009, Grupo Santillana/Sistema UNOUso permitido apenas em escolas filiadas ao Sistema UNO
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicaçãopode ser reproduzida, arquivada ou transmitida, de qualquer forma,em qualquer mídia, seja eletrônica, química, mecânica, óptica,de gravação ou de fotocópia, fora do âmbito das escolas do Sistema UNO.A violação dos direitos mencionados constitui delito contra a propriedadeintelectual e os direitos de edição.
GRUPO SANTILLANARua Padre Adelino, 758 – BelenzinhoSão Paulo − SP – Brasil – CEP 03303-904Vendas e Atendimento: Tel.: (11) 2790-1500Fax: (11) 2790-1501www.sistemauno.com.br FIM