01.Conceitos básicos
Alguns termos comuns na liguagem cotidiana adquirem um signicado específico na linguagem científica.Exemplo disso é o uso da palavra "calor ", frequentemente associada à temperatura elevada dos corpos. No uso informal,quando queremos dizer que a temperatura ambiente está elevada, e comum a frase "hoje está fazendo muito calor!"
A calorimetria é a área da Física que estuda o calor, sua medida e seus processos de transferência. Para iniciar esse estudo, vejamos o significado científico dos termos básicos associados a essas ideias.
Temperatura
Segundo a teoria cinético- molecular da matéria, todos os corpos são formados por partículas microscópicas(moléculas e átomos principamente)em permanente movimento.Essas partículas têm, portanto, energia cinética.A soma da energia cinética média veja o boxe ao lado) de todas as partículas de um corpo é denominada energia térmica e é medida segundo a grandeza macroscópica chamada temperatura.
Temperatura (T) é a grandeza física que indica a intensidade média de agitação das partículas que compõem um corpo,ou seja é a medida da energia cinética das moléculas e dos átomos de um corpo.
Essa associação entre a temperatura de um corpo e o movimento de suas partículas constituintes evidencia a seguinte relação:maior temperatura indica movimento microscópico mais intenso,e vice - versa.Em outras palavras, quanto maior for a agitação das partículas, maior será a temperatura do sistema.A experiência cotidiana mostra que dois corpos a diferentes temperaturas quando colocados em contato sofrem alteração de temperatura.Essa alteração ocorre até que todo o sistema entre em equilíbrio térmico, que é a situação na qual todos os corpos que compõem um sistema estão á mesma temperatura.
Calor
considere o exemplo:quando se coloca uma lata de refrigerante,á temperatura ambiente, em contato com gelo em um recipiente de isopor, a intenção é resfriar a bebida.Em consequencia, o gelo começa a aquecer e pode derreter.Isso ocorre porque há transferencia espontânea de energia entre corpos que se encontram em diferentes temperaturas.O corpo mais quente perde energia,e o corpo mais frio recebe energia, até que a temperatura de ambos seja a mesma- ocorre, então, o equílibrio térmico. Dai o calor definir calor.
A transferência espontânea de energia entre os corpos é provocada pela diferencia de temperatura, e essa enegia em trânsito é denominada calor.O sentido natural da transferência de calor é sempre do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura, o que ocorre até que os corpos atinjam o equilíbrio térmico.Considere o exemplo ilustrado a seguir:
Inicialmente a lata está á temperatura T1 , maior que a da porção de gelo T2
Durante o contato , o corpo mais quente transfre energia para o corpo mais frio
Quando eles atingem a mesma temperatura T, o sistema se encontra em equilíbrio térmico.
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Energia cinética média
A energia cinética de cada átomo ou molécula é dada por metade do produto de sua massa m pelo quadrado da velocidade V:
Como a quantidade de partículas (átomos, moléculas, íons)que constituem os corpos é muito grande, e elas se movem com velocidades diferentes, trabalha - se com valor médio de velocidade e, portanto, de energia cinética.
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Hípotermia e hipertermia
O organismo transforma a energia química dos alimentos em outros tipos de energia.Um dele é a energia térmica: o corpo humano é capaz de regular a temperatura corpórea, mantendo a aproximadamente constante no intervalo de 36 a 36,5 graus Celsius.Mas, dependendo da situação, a temperatura do corpo humano pode passar por variações, tanto para mais (hipertermia ou febre) quanto para menos (hipotermia) As razões dessa variação são muitas. A febre, por exemplo, pode estar associada a uma infecção.A febre alta deve ser combatida, para que não cause danos irreversíveis em enzimas que atuam diretamente no metabolismo.E, mais importante, deve - se tratar a causa da febre.O oposto da hipertermia é a fipotermia, na qual a temperatura corpórea fica abaixo de 35ºC.A hipotermia pode ser decorrência de doenças metabólicas, estresse por exposiçao a temperaturas muito baixas sem a devida proteção ,desnutrição, queimaduras ou ingestão de drogas(incluindo - se álcool e sedativos), e também deve ser tratada.