Física Térmica

1. INSTITUTO FEDERAL SUL-RIO-GRANDENSE CAMPUS PELOTAS – VISCONDE DA GRAÇA PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE INICIAÇÃO À DOCÊNCIA Física Térmica

2. I – Dilatação dos sólidos Podemos observar, em várias situações cotidianas, os efeitos da dilatação e da contração que ocorrem devido às variações na temperatura.

3. I – Dilatação dos sólidos Existem algumas situações em que é necessário o uso de materiais com a mesma taxa de dilatação, como por exemplo, o engenheiro usa barras de ferro de reforço que possuem a mesma taxa de dilatação que o concreto e o dentista utiliza na restauração um material com a mesma taxa de dilatação que o esmalte dos dentes. Amálgama prateado A dilatação pode ser útil. Quando se quer afrouxar a tampa metálica de um vidro, podemos mergulhá-los em água quente. A tampa de metal dilata-se mais que o vidro e fica um pouco mais frouxa.

4. I – Dilatação dos sólidos Os corpos ao sofrerem variação na sua temperatura, tem suas dimensões alteradas devido a variação na agitação das moléculas. O que acontece com um corpo quando aumentamos a sua temperatura? O que acontece com um corpo quando diminuímos a sua temperatura?

5. II – Dilatação Linear Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no comprimento de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação linear.

6. II – Dilatação Linear Δl l0 l Δl = l0 α Δθ Δl = l - l0

7. III – Dilatação Superficial Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação na área de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação superficial.

8. III – Dilatação Superficial Δl A0 A ΔA= A - A0 β = 2α ΔA = A0 β Δθ

9. III – Dilatação Superficial

10. IV – Dilatação Volumétrica Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no volume de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação volumétrica. V V0 ΔV= V - V0 = 3α ΔV = V0 Δθ

11. V – Dilatação dos Líquidos Leitura final 60 ml Leitura inicial 50 ml O que acontece se aumentarmos a temperatura do recipiente???? Qual foi a variação de volume sofrida pelo líquido????? ΔV = V – V0 = 60 - 50 = 10 ml Certo???? ERRADO!!!!Por quê????? Porque o recipiente também sofre variação no seu volume. ΔV = ΔVaparente + ΔVfrasco

12. VII – Fases da Matéria: Sólido No estado sólido, as partículas encontram-se muito próximas e unidas por intensas forças de ligação. Elas vibram em posições fixas. Forma e volume constantes e definidos. Permite pouca compressibilidade.

13. VII – Fases da Matéria: Líquido As partículas estão mais afastadas uma das outras, reduzindo as forças de ligação que as mantém unidas. Estão mais livres e se movem com facilidade. Forma variável (recipiente) Volume constante

14. VII – Fases da Matéria: Gasoso As partículas encontram-se muito afastadas umas das outras e são praticamente livres. Se movimentam rapidamente em todas as direções e sentidos. A forma e volume são variáveis (de acordo com o recipiente).

15. VII – Fases da Matéria

16. VIII – Mudanças de Fase

17. VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE PRESSÃO ATMOSFÉRICA A pressão atmosférica varia conforme o lugar que nos encontramos. Ao nível do mar temos um valor para a pressão atmosférica que corresponde a 1 atm ou 76 cmHg. Verifica-se experimentalmente que, se variarmos a pressão exercida sobre uma substância, a temperatura na qual ela muda de fase sofre alterações. Assim o gelo se funde a 0 ºC e a água ferve a 100 ºC quando a pressão for de 1 atm.

18. VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE Fusão Quando uma substância se funde, de modo geral ela aumenta de volume. Para uma substância que tenha este comportamento, observa-se que um aumento na pressão exercida sobre ela acarreta um aumento em sua temperatura de fusão. A água é uma exceção quanto ao ponto de fusão. Ao se transformar em gelo a água aumenta de volume e é por este motivo que uma garrafa cheia de água, colocada em um congelador, parte-se quando a água se solidifica.

20. VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE Ebulição Um aumento na pressão acarreta um aumento na temperatura de ebulição, pois uma pressão mais elevada tende a dificultar a vaporização. Este fato é usado nas panelas de pressão e a água pode chegar a 120 ºC.

21. VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE Ebulição Com a altitude a pressão atmosférica vai diminuindo e o ponto de ebulição da água também. Por exemplo no alto do Monte Everest, (8800 m de altitude) a água ferve a 72 ºC. Isto que dizer, que cozinhar um alimento nesta altitude sem panela de pressão, é uma missão difícil.

22. VIII – INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA MUDANÇA DE FASE Ebulição