Termologia

A termologia é um grande ramo da Física que estuda os fenômenos térmicos, como, por exemplo, o calor e a temperatura, a dilatação, a energia térmica, entre outros. Dessa forma, neste post você verá quais são os principais conceitos dessa área da Física. Além disso, verá suas principais áreas e muito mais. Confira!

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O que é Termologia

Por definição, a termologia é o ramo da Física que estuda os fenômenos relacionados ao calor e à temperatura. Dessa forma, ela é uma área muito abrangente. Afinal, todos os fenômenos estudados por ela, são separados em subdivisões. Para compreender esta área em sua totalidade, é preciso compreender os seus principais conceitos.

Principais conceitos da Termologia

Os principais conceitos da termologia estão relacionados com o calor, com a temperatura e a dilatação térmica. Contudo, cada um destes conceitos possuem suas particularidades. Dessa forma, veja mais sobre cada um deles a seguir.

Temperatura

A temperatura é a grandeza física que mede a energia cinética média das partículas de um sistema termodinâmico. Outra definição possível para este conceito é que a temperatura mede a energia cinética média por grau de liberdade em cada partícula de um sistema em equilíbrio térmico em um certo instante.

É importante notar que, rigorosamente, a temperatura deve ser considerada apenas quando um sistema está em equilíbrio térmico. Isto deve acontecer mesmo que o equilíbrio aconteça apenas por um curto intervalo de tempo.

Escalas termométricas

Para conseguir medir as temperaturas é necessário ter como base uma escala. Dessa forma, atualmente, três escalas termométricas são mais usadas. Veja mais detalhes sobre cada uma delas:

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• Celsius: ela também é conhecida como a escala centígrada e é baseada no sistema métrico. Seus pontos fixos são os pontos de fusão e ebulição da água;
• Kelvin: é a chamada escala absoluta, visto que assume como ponto inicial a temperatura do zero absoluto e se baseia no grau de agitação das moléculas. Por isso, é a escala termométrica aceita pelo Sistema Internacional de Unidades;
• Fahrenheit: esta escala é usada por poucos países atualmente. Por exemplo, os EUA e Belize.

As escalas termométricas medem o mesmo fenômeno. Porém, com medidas e fundamentos diferentes. Dessa maneira, é possível converter os valores obtidos entre cada uma delas. Veja a seguir como isso é feito:

Em que:

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• T_K: temperatura. Medida em kelvin (K)
• T_F: temperatura. Medida em graus Fahrenheit (°F)
• T_C: temperatura. Medida em graus Celsius (°C)

Note que o valor dado em Kelvin não possui o termo “graus”. Além disso, quando a conversão acontece entre a escala Celsius e Kelvin, pode-se ignorar o denominador da fórmula acima.

Calor

Por definição, o calor é a energia térmica em trânsito entre os corpos. Dessa forma, ele vai sempre do mais quente para o mais frio. Contudo, essa transmissão acontece de três maneiras distintas. São elas: condução, irradiação e convecção. Veja mais sobre cada uma delas.

• Condução: é a transmissão de calor nos sólidos. Ela acontece devido à troca de energia térmica entre cada molécula de um determinado corpo. Isso acontece sem haver transferência de matéria;
• Convecção: é a transmissão de calor que acontece em gases e líquidos. Ela acontece devido às mudanças de densidade associadas à temperatura. Por exemplo, para a água e o ar, quanto maior a temperatura, menos denso a substância fica;
• Irradiação: essa forma de transmissão de calor acontece por meio das ondas eletromagnéticas. Em específico, as infravermelhas. É a única que pode se propagar no vácuo e é por meio dela que o calor do Sol chega à Terra.

Independente da forma de transmissão de calor presente, ele fará a temperatura de um corpo variar. Contudo, há dois tipos de calor associados à mudança na energia interna de um corpo. Confira:

• Calor sensível: quando o corpo recebe calor e sua temperatura varia, essa ação acontece devido ao calor sensível;
• Calor latente: se a substância está na temperatura de mudança de fase, então, quem entra em ação é o calor latente.

Dilatação térmica

A dilatação térmica é o fenômeno que acontece quando há a variação de temperatura em um corpo. Com isso, seu tamanho também varia. Ela está relacionada à energia interna das moléculas do corpo.

No mundo real, todas as dilatações térmicas acontecem em três dimensões. Contudo, a fim de facilitar o entendimento e os cálculos, algumas vezes consideram-se apenas uma ou duas delas. Veja um pouco mais sobre cada tipo de dilatação.

• Dilatação linear: essa dilatação acontece apenas em uma dimensão. Dessa forma, o coeficiente de dilatação associado a ela é chamado de coeficiente de dilatação linear e é representado pela letra grega alfa;
• Dilatação superficial: essa é a dilatação em duas dimensões. Isto é, sobre uma área. Seu coeficiente de dilatação é representado pela letra grega beta e é equivalente ao dobro do coeficiente de dilatação linear;
• Dilatação volumétrica: quando se considera a dilatação em três dimensões, ela acontece sobre todo o volume do corpo. Além disso, a letra grega que representa o coeficiente de dilatação volumétrica é o gama e ele equivale a três vezes o valor do coeficiente de dilatação linear.

A partir destes conceitos é possível delimitar as áreas da termologia. Então, que tal ver quais são elas e como elas são definidas?

Áreas da Termologia

A termologia é uma área muito grande da física. Por isso, ela costuma ser dividida em três ramos menores e mais específicos. São eles: termometria, calorimetria e termodinâmica. A seguir você vai ver um pouco mais sobre cada um deles.

Termometria

A termometria é a responsável pelo estudo da temperatura e seus fenômenos. Por isso, essa área engloba os estudos das escalas termométricas, dilatação térmica, etc. Além disso, os instrumentos associados a essa área da Física são os termômetros.

Calorimetria

A calorimetria é a parte da Física que estuda as situações que acontece a transferência de calor entre os corpos. Por isso, essa área engloba os estudos de mudanças de fase e transferências de calor. As quais podem acontecer por meio da condução, convecção e irradiação.

Termodinâmica

A termodinâmica relaciona os fenômenos do trabalho mecânico e calor. Por isso, esse ramo da Física se relaciona com a teoria dinâmica dos gases e está intimamente ligado com vários conceitos de Física Moderna. Além disso, as três leis da termodinâmica são muito úteis para a compreensão dos processos da termologia. Esta área surgiu com a invenção das máquinas a vapor, como os trens.

Vídeos sobre termologia

Como a termologia é uma área muito grande da Física, é preciso conhecer a fundo cada uma dos seus ramos. Dessa forma, nos vídeos selecionados você vai poder aprender um pouco mais sobre cada um deles. Desde a termometria até a termodinâmica. Confira!

Escalas termométricas

Atualmente, três escalas termométricas são usadas ao redor do mundo. Elas são Kelvin, Celsius e Fahrenheit. Por isso, o professor Davi Oliveira do canal Física 2.0 explica cada uma delas e como é possível fazer a conversão de temperatura.

Quantidade de calor latente

O professor Marcelo Boaro explica o que é o calor latente. Para isso, o docente relembra o que são as mudanças de fase e quando elas acontecem. Dessa forma, Boaro delimita o que acontece durante a mudança de estado físico.

Primeira lei da Termodinâmica

A primeira lei da Termodinâmica é uma das mais importantes da Física. Ela relaciona a energia interna, o calor recebido e o trabalho mecânico. Para compreendê-la assista ao vídeo do professor Marcelo Boaro. Nele, o docente explica passo a passo o que é essa lei e como calculá-la.

A termologia é uma área muito grande da Física. Por isso, ela é muito cobrada em provas de grande escala como o Enem e vestibulares país afora. Dessa forma, para revisar tudo o que você já sabe, que tal ver mais algumas fórmulas de Física?

Referências