sexta-feira, 15 de março de 2013

Temperatura, calor e equilíbrio térmico


1. Perguntando sobre o conceito de calor a alguns alunos de um curso de Física, estes responderam:
a) É uma forma de medir a temperatura dos corpos.
b) É a energia que os corpos liberam quando atritados.
c) É a energia transferida entre corpos, quando estes apresentam temperaturas diferentes.
d) É a temperatura transferida entre dois corpos.
e) É a energia cinética das moléculas de um corpo.
Qual das respostas é correta?
2. Os mesmos alunos, ao serem interrogados sobre o conceito de temperatura, responderam:
a) É a quantidade de calor armazenada por um corpo.
b) Se a temperatura de um corpo aumenta é porque ele cedeu calor para o meio externo.
c) Ao perder o calor armazenado em seu interior, a temperatura do corpo diminui.
d) Quando um corpo cede calor para o meio externo, sua temperatura diminui.
e) Nenhuma das respostas anteriores é verdadeira.
Qual das respostas é correta?
3. Considere uma situação na qual um corpo M, à temperatura de 80°C, seja colocado em contato com outro corpo N, à temperatura de 10°C, num local isolado termicamente do exterior. Nessas condições,responda:
a) O que ocorre com a temperatura desses dois corpos, depois de determinado tempo?
A temperatura do corpo M diminui e a do corpo N aumenta.
b) Depois de algum tempo, os corpos atingirão um estado térmico comum? Em caso positivo, como é denominado esse estado?
Sim. Estado de equilíbrio térmico.
4. Ao medir a temperatura de um doente, o médico mantém o termômetro em contato com o corpo do doente durante alguns minutos. Há motivo para essa atitude?
Sim. Aguardar que o corpo do doente e o termômetro entrem em equilíbrio térmico.
5. É importante rever os conceitos de calor e de temperatura, pois são grandezas físicas diferentes. Por isso, analise as afirmações seguintes e identifique a alternativa correta.
I. Temperatura é a medida do nível de energia interna de um corpo.
II. Calor é a energia térmica em trânsito, entre dois corpos ou sistemas, devido à existência de diferença de temperatura entre eles.
III. Após certo tempo, as temperaturas dos dois corpos igualam-se e o fluxo de calor é interrompido; nesse instante, diz-se que os corpos estão em equilíbrio térmico.
a) Somente I está correta.
b) Somente I e II estão corretas.
c) Somente II e III estão corretas.
d) I, II e III estão corretas.
e) Nenhuma está correta.
6. Um aluno verificou em um experimento de termologia que, quando se coloca um corpo quente próximo de um corpo frio, este se aquece à proporção que o corpo quente se resfria. Justifique essa conclusão obtida pelo aluno.
Podemos explicar esse fenômeno da seguinte maneira: O corpo quente fornece calor ao corpo frio e este absorve calor do corpo quente. O fenômeno continua até que as temperaturas se igualem. Interrompendo a transferência de calor e permitindo aos dois corpos entrar em equilíbrio térmico.
7. Verifique se estas afirmações estão corretas e justifique sua resposta.
a) É através da sensação térmica que chegamos ao conceito de temperatura. Portanto, podemos usá-la como um critério seguro para medir o estado térmico de um sistema.
Parcialmente correta, porque esse não é um critério seguro.
b) O volume e a pressão de uma substância independem da variação do seu estado térmico.
Incorreta. As propriedades termométricas de uma substância dependem da variação do estado térmico.
8. Um banhista em uma praia fez o seguinte comentário com algumas pessoas: "Estou com muito calor, vou tomar um banho de mar". Do ponto de vista da Física, ele cometeu um equívoco? Faça um comentário a respeito.
Calor é uma modalidade de energia em trânsito, isto é, energia que está passando de um corpo para outro, que denominamos energia térmica. Sendo assim não é correto dizer que um corpo possui calor, mas sim energia térmica.
9. Ao estudarmos a quantidade de movimento dos corpos e sua conservação, sabemos que, durante o choque entre dois corpos, A e B, uma parte da energia cinética de um deles é utilizada para aumentar a energia cinética do outro. Explique o que ocorre com as temperaturas desses corpos após o choque, segundo o ponto de vista da interpretação microscópica da temperatura.
Uma parte da energia cinética das moléculas de A é utilizada para aumentar a energia cinética das moléculas de B. Em conseqüência, a temperatura de A diminui, e a de B aumenta.
10. Se a temperatura está associada ao movimento das partículas, o que acontecerá com a temperatura em uma situação em que todas as partículas estejam paradas?
Como veremos, uma escala termométrica, denominada escala absoluta de temperatura, que adota o zero como a menor temperatura concebida na natureza, isto é, aquela em que não ocorre mais a agitação das partículas de um corpo. Essa situação tem se mostrado impossível na prática, mas seu valor teórico é calculado em cerca de  -273,15 ºC.

Nenhum comentário:

Postar um comentário