Termodinamica

A temperatura é o conceito fundamental da termodinâmica.

•É uma das sete grandezas fundamentais do SI.

•Os físicos medem as temperaturas utilizando a escala Kelvin.

•Embora possa ser aumentada indefinidamente, ela está sujeita a uma limite inferior: o zero da escala Kelvin.

•A temperatura ambiente está em torno de 290K, acima deste zero absoluto.

A Lei Zero da Termodinâmica

SE DOIS CORPOS A E B ESTÃO EM EQUILÍBRIO TÉRMICO COM UM TERCEIRO CORPO T, ENTÃO, ESTÃO EM EQUILÍBRIO TÉRMICO UM COM O OUTRO.”

O termoscópio

É um medidor que possui um mostrador digital e tem as seguintes propriedades: se aquecê-lo, os números do mostrador aumentam, se resfriá-lo, os números começarão a diminuir.

É um elemento sensível à temperatura, composto por uma bobina cuja resistência elétrica é medida e mostrada no painel. Os números no mostrador mudarão até que se estabilizem.

Como esse medidor não é calibrado, os números não possuem significado físico.

Todo corpo tem uma propriedade chamada temperatura. Quando dois corpos estão em equilíbrio térmico, suas temperaturas são iguais.

Desta forma, podemos transformar o termoscópio (corpo T) em um termômetro, confiando o significado físico de suas leituras. Tudo o que precisamos fazer é calibrá-lo.

Medindo a Temperatura

O Ponto Triplo da água:

Quando queremos construir uma escala de temperatura, o primeiro passo é isolar um fenômeno térmico facilmente reprodutível e, arbitrariamente, associar uma certa temperatura Kelvin ao seu ambiente térmico. Em outras palavras, selecionamos um ponto fixo padrão.

Poderíamos escolher o ponto de congelamento ou de ebulição da água mas escolhemos o ponto triplo da água.

Um ponto triplo, no qual gelo, água e vapor d’água coexistem em equilíbrio térmico, a essa temperatura, foi definido como sendo 273,16 K.

T3 = 273,16 K (temperatura do ponto triplo)

O Termômetro de Gás a Volume Constante:

É o termômetro padrão, usado para calibrar todos os outros termômetros, utiliza a pressão exercida por um gás confinado num volume constante.

Consiste em um bulbo feito de vidro, quartzo ou platina (dependendo da faixa de temperatura em que se deseja utilizar o termômetro.

A Escala Internacional de Temperatura

Para o uso prático, como na calibração de instrumentos científicos ou industriais, foi adotada a Escala Internacional de Temperatura: Kelvin.

Consiste na melhor aproximação possível da escala Kelvin, adotando-se pontos fixos primários e , extrapolando acima da temperatura máxima ou abaixo da temperatura mínima.

Os pontos fixos primários são medidos num termômetro de gás e utilizados para calibras outros termômetros secundários.

As Escalas Celsius e Fahrenheit

Celsius: - Utilizada nas aplicações comerciais e domiciliares.

Fahrenheit:

- Utilizada nos Estados Unidos.

TC = T – 273,15º

TF = 9/5 TC + 32 º

Algumas aplicações da expansão térmica

Trilhos;

-Canos nas refinaria;

-Rebites e peças de aviões;

-Termômetros e termostatos;

A expansão térmica de um sólido é semelhante a uma ampliação fotográfica (tridimensional). Depois que a sua temperatura aumentou em relação àquela, se aplica a todas as suas dimensões lineares.

Se todas as dimensões de sólido se expandem com a temperatura, o volume deste sólido deve aumentar. Para os líquidos, a expansão volumétrica é o único parâmetro de expansão que faz algum sentido. Se a temperatura de um sólido ou de um líquido, cujo volume é V, aumenta de ΔT, a variação de volume é dada por

ΔV = V β ΔT

Onde β é o coeficiente