TEMPERATURA





Conseguimos perceber o quanto um objeto está quente ou frio através do simples contato com o objeto e, dependendo do caso, basta nos aproximarmos dele. Esta sensação de frio e quente está relacionada com o que denominamos temperatura. Corpos mais quentes apresentam maior temperatura do que corpos mais frios. Porém, precisamos salientar que essa sensação térmica é relativa, pois depende da situação e da nossa sensibilidade individual. sensação térmica

Por exemplo, coloque durante alguns minutos sua mão direita em um recipiente com água fria e sua mão esquerda em um com água quente. Depois coloque as duas mãos em um mesmo recipiente com água morna e observe o que acontece. (A sensação térmica sobre a mão direita e a esquerda não é a mesma.)


Outro exemplo: todos os objetos ao nosso redor provavelmente estão a uma mesma temperatura, porém, se colocarmos a mão na maçaneta da porta e, logo depois, sobre a madeira, nossa sensação será de que a maçaneta está mais fria, ou ainda, não conseguimos diferenciar uma água quente a 70oC de uma água a 90oC com o tato.

Assim, observamos que a sensação térmica não é uma boa medida para quente e frio e por isso é necessário um instrumento que meça temperatura.

Até o século XVIII não existia maneira de se medir corretamente diferentes graduações de frio e quente, apenas havia sensações de um corpo mais frio do que outro. Um médico media a febre de um paciente sentindo-lhe a testa, assim como as mães fazem com seus filhos, usando as mãos sobre a testa, ou os lábios.

Os cientistas sentiam-se mais frustrados do que qualquer outra pessoa, porque não dispunham de qualquer instrumento satisfatório que pudesse medir a temperatura com mais precisão, até que o termômetro foi criado.

Termoscópio: quanto maior a temperatura, maior a altura da coluna de líquido.

Identificar se uma pessoa tem febre é apenas uma das utilizações para o termômetro que tem servido ao homem desde que Galileu inventou o termoscópio, por volta de 1592.

A figura mostra dois termoscópios com diferentes alturas da coluna de líquido, sendo que maior será a temperatura quanto maior for a altura.

Se a medida da temperatura do objeto que estamos analisando for maior do que a do objeto escolhido como padrão, dizemos que ele está mais quente, porém, se for menor, dizemos que está mais frio.

Então, a temperatura pode ser definida como a propriedade física que indica o quanto um objeto é quente ou frio em relação a um outro objeto tomado como padrão.






pergunta

Você sabe porque a medida da temperatura é importante?





Vejamos alguns exemplos de controle de temperatura!





pergunta

E como é feita a medida da temperatura?





A medida da temperatura, normalmente, é feita através do seu efeito sobre um sistema.

A variação de temperatura pode ser obtida, por exemplo, pela variação de volume do corpo, pois este varia com a temperatura.

É assim que funciona um termômetro convencional: há no seu interior um líquido (álcool, mercúrio) que se expande à medida que a temperatura aumenta, e uma escala graduada permite que se leia o valor da temperatura do corpo. Um cuidado a ser tomado é que é necessário esperar um certo tempo para que o termômetro atinja a mesma temperatura do corpo, ou seja, entre em equilíbrio térmico. É por isso que você precisa de alguns minutos para medir a febre.

termômetro

Existem vários tipos de termômetros, que são construídos com a finalidade de medir e/ou controlar a temperatura e utilizam outras grandezas físicas ou substâncias que variam com a temperatura e, devido a isto, estas substâncias ou grandezas são chamadas termométricas.

A medida da temperatura de um corpo é dependente de um outro corpo tomado como padrão. Assim, cada tipo de termômetro adota um padrão para a medida da temperatura. O padrão atual, adotado pelo Sistema Internacional em 1954, é o ponto tríplice ou ponto triplo da água (os valores de pressão e temperatura em que coexistem em equilíbrio - isto é, sem modificar as quantidades - os três estados físicos de uma substância, no caso a água). Os termômetros são graduados em escalas que obedecem ao padrão escolhido.

Há várias escalas termométricas, sendo que a escala Celsius e a escala Kelvin são dois exemplos que utilizam o ponto tríplice da água como padrão.




pergunta

Se colocarmos dois objetos, com temperaturas diferentes, em contato, o que ocorrerá?



Se o sistema não sofrer a influência de fontes térmicas, os objetos ficarão com a mesma temperatura, atingindo o que denominamos equilíbrio térmico.

A temperatura final desses objetos em contato será uma valor intermediário entre as temperaturas iniciais de cada um deles, por exemplo, se um tem temperatura de 20oC e o outro tem 40oC, a temperatura no equilíbrio térmico estará entre esses valores.

Retornemos ao exemplo dos objetos ao nosso redor. Se considerarmos a sala de aula onde não há nenhuma fonte de calor (fogão, aparelhos elétricos,...) e estando as portas e janelas fechadas durante um período de tempo suficiente, observamos que todos os objetos atingirão a mesma temperatura, ou seja, estarão em equilíbrio térmico. É fácil verificar isso: deixando um copo com água gelada sobre uma mesa, durante algum tempo, verificaremos que a água irá esquentar até atingir a temperatura do ambiente.



pergunta

Mas, além da temperatura o que diferencia um corpo quente de um frio?





Toda matéria é composta por átomos e moléculas em constante agitação e, em virtude dos seus movimentos, as moléculas ou os átomos da matéria possuem energia cinética, e o aumento da velocidade das moléculas corresponde a um aumento de sua energia cinética e, conseqüentemente, a elevação de sua temperatura.

Por exemplo, quando esfregamos as mãos, no inverno, o atrito causado pelo movimento faz com que aumente a energia e, em conseqüência, sentimos um aquecimento.

Ou ainda, a energia cinética das moléculas de água que estão em uma panela no fogo vai aumentando conforme a água for aquecendo.

Assim, temperatura é uma medida da agitação dos átomos e/ou moléculas de um sistema e caracteriza o seu estado térmico.





Em geral, a temperatura de uma parte do corpo é a temperatura do corpo inteiro, isto é, se medirmos a temperatura de uma porção de água retirada de um aquário, saberemos a temperatura de todo o aquário. Isto é possível porque a energia cinética média de um conjunto de moléculas pode ser igual a de um número grande de moléculas.

Podemos dizer que a temperatura é proporcional à energia cinética média das moléculas e que, por sua vez, está relacionada à intensidade do movimento.





pergunta

O que a variação de temperatura pode causar?






Se aumentarmos a temperatura de um corpo, conseqüentemente, aumentaremos a velocidade de suas moléculas e átomos e ocorrerá um aumento no afastamento médio entre esses átomos e moléculas o que causa um aumento nas dimensões do corpo. Essa variação nas dimensões provocada pela variação de temperatura, é denominada dilatação térmica.

Também poderemos verificar a variação de temperatura enquanto ela estiver ocorrendo. Por exemplo, podemos mergulhar nossa mão na água de uma panela que está sobre o fogo, e verificaremos que, conforme a água for aquecendo, sua temperatura irá aumentando e poderemos resistir só até certa temperatura sem sofrermos danos físicos. Percebemos esta variação de temperatura porque há uma transferência de energia da água aquecida para a nossa mão.






pergunta

Mas, que energia é essa?




A energia transferida entre corpos que estão com diferentes temperaturas é denominada de calor.







Façamos alguns exercícios!