Entenda o estudo da Termofisica

A Termofísica também chamada de Termologia ou Física térmica, é o ramo da Física que estuda os fenômenos térmico, tais quais o como calor, temperatura, dilatação, energia térmica, estudo térmico dos gases etc.

Para entender a termofísica, é possível separar o estudo em alguns conceitos. São eles temperatura, escalas termométricas, escala kelvin, mudanças de fase, calor e calorimetria.

A termologia é um assunto de extrema importância não só para entender os estudos de física, como também de química, que utiliza amplamente de reações térmicas.

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A termofísica também chamada de termologia ou física térmica, é o ramo da física que estuda os fenômenos térmico, tais quais o como calor, temperatura, dilatação, energia térmica, estudo térmico dos gases etc.
A Termofísica também chamada de Termologia ou Física térmica, é o ramo da Física que estuda os fenômenos térmico, tais quais o como calor, temperatura, dilatação, energia térmica, estudo térmico dos gases etc.

Temperatura

É quando um corpo se aquece e as partículas que o compõem vibram cada vez com mais intensidade. Quanto maior a agitação, maior a temperatura. Esse fenômeno é facilmente observado com a água no fogo: quanto mais quente, mais a água ira borbulhar.

Escalas Termométricas

As escalas termométricas existem com o objetivo de medir o calor, seja em objetos específicos ou no ambiente e até mesmo em organismos. Existem várias escalas para se medir a temperatura de um corpo, entre as mais usadas estão a Fahrenheit (ºF) e a Celsius (ºC). Sendo que escala Celsius se baseia em duas temperaturas:

  • a temperatura de solidificação (ou fusão) da água, que é a temperatura de passagem do estado líquido para o sólido (ou vice-versa).
  • a temperatura de vaporização (ou condensação) da água, que é a temperatura de passagem do estado líquido para o gasoso (ou vice-versa).

Para a temperatura de solidificação é adotado o valor de 0º C; para a temperatura de condensação, 100º C.

Já a origem da escala Fahrenheit, 0° e 100° Celsius equivalem respectivamente a 32º F e 212º F. A equação de transformação de uma escala na outra é:

Tc/5 = t°F-32/9 = T-273/5

Escala Kelvin

O kelvin é a unidade de base do Sistema Internacional de Unidades para a grandeza temperatura termodinâmica. O kelvin é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água, ou seja, é definido de tal modo que o ponto triplo da água é exatamente 273,16 K. A escala Kelvin é a escala adotada no âmbito científico.

Se a medida de temperatura é a medida da agitação das partículas de um corpo, ao resfriá-lo o processo inverso ocorre. A menor temperatura possível, é o zero absoluto de agitação das partículas (-273º C). O físico Lorde Kelvin foi o primeiro a calcular teoricamente essa temperatura e criou uma nova escala. Nessa escala, de divisões centesimais, não existem temperaturas negativas e adota-se o zero como início da escala.

A escala kelvin é a escala adotada no âmbito científico
A escala Kelvin é a escala adotada no âmbito científico

Mudanças de fase

Existem 3 fases pela qual a matéria pode se apresentar, que também são chamadas de estados físicos da matéria. São elas: sólida, líquida e gasosa.

Estados físicos da matéria
Estados físicos da matéria

Calor

O calor é a energia térmica que é transferida de um corpo de maior temperatura para um de menor temperatura.

Sendo que, a medida da transferência de calor é a caloria (cal): 1 cal é a energia necessária para elevar em 1º C, 1 grama de água. Dentro do estudo do calor, podemos identificar o calor sensível, calor latente e o equilíbrio térmico.

Calor sensível

O calor sensível é aquele calor cedido ou recebido por um corpo, porém para que esse calor seja sensível, não pode ocorrer uma mudança de fase.

Quando vários corpos com diferentes temperaturas são colocados em contato, há uma tendência das partículas transferirem e equalizarem as suas agitações. Com o passar do tempo todos os corpos irão adquirir uma única temperatura, chamada temperatura de equilíbrio térmico.

Calor latente

Caso aconteça uma mudança de fase, não existe mudança de temperatura, e o calor transferido é usado somente para a mudança de fase.

Equilíbrio térmico

O equilíbrio térmico é dado pela somatória dos calores cedidos e recebidos por todos os corpo de um sistema é nula.

Calor vs temperatura

Apesar de serem conceitos parecidos, já deu para perceber que calor e temperatura são diferentes quando falamos de física.

No caso do calor, ele é definido como energia cinética total dos átomos e moléculas que compõem uma substância. 

Já a temperatura, é uma medida da energia cinética média das moléculas ou átomos individuais.

Embora os conceitos de calor e temperatura sejam distintos, eles estão diretamente relacionados. A temperatura de uma parcela de ar pode mudar quando o ar ganha ou perde calor, mas isto não é sempre necessário, pois pode haver também mudança de fase da água contida no ar ou mudança de volume da parcela de ar, associada com o ganho ou perda de calor. Por outro lado, gradientes de temperatura determinam o fluxo de calor de um lugar para outro através de radiação, condução e convecção 

FAQ – Perguntas frequentes termofísica

O que é termofísica?

A Termofísica também chamada de Termologia ou Física térmica, é o ramo da Física que estuda os fenômenos térmico, tais quais o como calor, temperatura, dilatação, energia térmica, estudo térmico dos gases etc.
Para entender a termofísica, é possível separar o estudo em alguns conceitos. São eles temperatura, escalas termométricas, escala kelvin, mudanças de fase, calor e calorimetria.
A termologia é um assunto de extrema importância não só para entender os estudos de física, como também de química, que utiliza amplamente de reações térmicas.

O que é temperatura?

É quando um corpo se aquece e as partículas que o compõem vibram cada vez com mais intensidade. Quanto maior a agitação, maior a temperatura. Esse fenômeno é facilmente observado com a água no fogo: quanto mais quente, mais a água ira borbulhar.

O que são escalas termométricas?

As escalas termométricas existem com o objetivo de medir o calor, seja em objetos específicos ou no ambiente e até mesmo em organismos. Existem várias escalas para se medir a temperatura de um corpo, entre as mais usadas estão a Fahrenheit (ºF) e a Celsius (ºC). Sendo que escala Celsius se baseia em duas temperaturas:
a temperatura de solidificação (ou fusão) da água, que é a temperatura de passagem do estado líquido para o sólido (ou vice-versa).
a temperatura de vaporização (ou condensação) da água, que é a temperatura de passagem do estado líquido para o gasoso (ou vice-versa).
Para a temperatura de solidificação é adotado o valor de 0º C; para a temperatura de condensação, 100º C.
Já a origem da escala Fahrenheit, 0° e 100° Celsius equivalem respectivamente a 32º F e 212º F. A equação de transformação de uma escala na outra é:
Tc/5 = t°F-32/9 = T-273/5

O que é a escala kelvin?

O kelvin é a unidade de base do Sistema Internacional de Unidades para a grandeza temperatura termodinâmica. O kelvin é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água, ou seja, é definido de tal modo que o ponto triplo da água é exatamente 273,16 K. A escala Kelvin é a escala adotada no âmbito científico.
Se a medida de temperatura é a medida da agitação das partículas de um corpo, ao resfriá-lo o processo inverso ocorre. A menor temperatura possível, é o zero absoluto de agitação das partículas (-273º C). O físico Lorde Kelvin foi o primeiro a calcular teoricamente essa temperatura e criou uma nova escala. Nessa escala, de divisões centesimais, não existem temperaturas negativas e adota-se o zero como início da escala.

O que são mudanças de fase?

Existem 3 fases pela qual a matéria pode se apresentar, que também são chamadas de estados físicos da matéria. São elas: sólida, líquida e gasosa.

O que é calor?

O calor é a energia térmica que é transferida de um corpo de maior temperatura para um de menor temperatura.
Sendo que, a medida da transferência de calor é a caloria (cal): 1 cal é a energia necessária para elevar em 1º C, 1 grama de água. Dentro do estudo do calor, podemos identificar o calor sensível, calor latente e o equilíbrio térmico.

O que é calor sensível?

O calor sensível é aquele calor cedido ou recebido por um corpo, porém para que esse calor seja sensível, não pode ocorrer uma mudança de fase.
Quando vários corpos com diferentes temperaturas são colocados em contato, há uma tendência das partículas transferirem e equalizarem as suas agitações. Com o passar do tempo todos os corpos irão adquirir uma única temperatura, chamada temperatura de equilíbrio térmico.

O que é calor latente?

Caso aconteça uma mudança de fase, não existe mudança de temperatura, e o calor transferido é usado somente para a mudança de fase.

O que é equilíbrio térmico?

O equilíbrio térmico é dado pela somatória dos calores cedidos e recebidos por todos os corpo de um sistema é nula.

Qual a diferença de calor e temperatura?

Apesar de serem conceitos parecidos, já deu para perceber que calor e temperatura são diferentes quando falamos de física.
No caso do calor, ele é definido como energia cinética total dos átomos e moléculas que compõem uma substância. 
Já a temperatura, é uma medida da energia cinética média das moléculas ou átomos individuais.

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