{"id":30680,"date":"2021-05-01T13:00:43","date_gmt":"2021-05-01T13:00:43","guid":{"rendered":"http:\/\/toposuranos.com\/material\/?p=30680"},"modified":"2024-12-31T20:08:59","modified_gmt":"2024-12-31T20:08:59","slug":"temperatura-equilibrio-termodinamico-e-a-lei-zero","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/toposuranos.com\/material\/pt\/temperatura-equilibrio-termodinamico-e-a-lei-zero\/","title":{"rendered":"Temperatura, Equil\u00edbrio Termodin\u00e2mico e a Lei Zero"},"content":{"rendered":"<style>\n\tp, ul, ol {\n\t\ttext-align: justify;\n\t}\n\th1, h2 {\n\t\ttext-align: center;\n\t}\n<\/style>\n<h1>Temperatura, Equil\u00edbrio Termodin\u00e2mico e a Lei Zero<\/h1>\n<p style=\"text-align:center;\"><em><strong>A temperatura<\/strong> n\u00e3o \u00e9 apenas um indicador de frio ou calor; \u00e9 uma grandeza fundamental para compreender como os sistemas f\u00edsicos alcan\u00e7am o equil\u00edbrio. Nesse contexto, a Lei Zero da Termodin\u00e2mica e sua rela\u00e7\u00e3o com a medi\u00e7\u00e3o de temperatura desempenham um papel crucial ao explicar por que os term\u00f4metros funcionam e como \u00e9 poss\u00edvel estabelecer escalas confi\u00e1veis. Esse princ\u00edpio, que conecta corpos aparentemente isolados, \u00e9 a base para entender fen\u00f4menos t\u00e9rmicos que influenciam tanto a ci\u00eancia quanto o nosso dia a dia. Acompanhe-nos enquanto exploramos como esse conceito d\u00e1 sentido ao comportamento do calor e da energia.<\/em><\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><strong>Objetivos de Aprendizagem:<\/strong><br \/>\nAo final desta aula, o estudante ser\u00e1 capaz de\n<\/p>\n<ol>\n<li><strong>Compreender<\/strong> o conceito de temperatura como uma grandeza relacionada ao equil\u00edbrio termodin\u00e2mico.<\/li>\n<li><strong>Explicar<\/strong> o processo de termaliza\u00e7\u00e3o e seu car\u00e1ter irrevers\u00edvel em sistemas f\u00edsicos.<\/li>\n<li><strong>Definir<\/strong> o equil\u00edbrio termodin\u00e2mico e sua rela\u00e7\u00e3o com a temperatura dos corpos.<\/li>\n<li><strong>Analisar<\/strong> a Lei Zero da Termodin\u00e2mica como base para a medi\u00e7\u00e3o de temperaturas.<\/li>\n<li><strong>Descrever<\/strong> o funcionamento dos term\u00f4metros e sua depend\u00eancia das propriedades termom\u00e9tricas.<\/li>\n<li><strong>Identificar<\/strong> as propriedades f\u00edsicas utilizadas em diferentes tipos de term\u00f4metros, como resist\u00eancia el\u00e9trica e dilata\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica.<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align:center;\"><strong><u>\u00cdNDICE DE CONTE\u00daDOS<\/u>:<\/strong><br \/>\n<a href=\"#1\">Equil\u00edbrio Termodin\u00e2mico<\/a><br \/>\n<a href=\"#2\">Os Term\u00f4metros e a Medi\u00e7\u00e3o de Temperatura<\/a>\n<\/p>\n<p><center><iframe class=\"lazyload\" width=\"560\" height=\"315\" data-src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/6Z149cifNYI\" title=\"YouTube video player\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\"><\/iframe><\/center><\/p>\n<p>Nas aulas anteriores, ao revisar o conceito de calor, foi necess\u00e1rio falar em termos de temperatura, embora pouco ou nada tivesse sido explicado para estabelecer tal conceito. Agora come\u00e7aremos a preencher essa lacuna abordando a <strong>temperatura e o equil\u00edbrio termodin\u00e2mico<\/strong> entre sistemas f\u00edsicos.<\/p>\n<p><a name=\"1\"><\/a><\/p>\n<h2>Equil\u00edbrio Termodin\u00e2mico<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=129s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>Quando dois corpos entram em contato<\/strong><\/a>, dizemos que ocorre uma troca de energia. Como vimos anteriormente, o calor \u00e9 uma \u00abcerta energia t\u00e9rmica em tr\u00e2nsito\u00bb. Al\u00e9m disso, os experimentos sugerem que, na aus\u00eancia de agentes externos, o calor sempre flui do corpo mais quente para o mais frio. Por causa disso, espera-se que a energia contida nos corpos e sua temperatura mudem com o tempo.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-cNkct-mMMpk\/YIpkhI5ITqI\/AAAAAAAAFBY\/_MrM2rGPoZkrGiZb4nv42g2D_g5o2vCWwCLcBGAsYHQ\/s0\/flujo%2Bde%2Bcalor%2Bcambio%2Bde%2Btemperatura.PNG\" alt=\"Fluxo de calor, mudan\u00e7a de temperatura\" class=\"aligncenter lazyload\" width=\"263\" height=\"229\" \/><noscript><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-cNkct-mMMpk\/YIpkhI5ITqI\/AAAAAAAAFBY\/_MrM2rGPoZkrGiZb4nv42g2D_g5o2vCWwCLcBGAsYHQ\/s0\/flujo%2Bde%2Bcalor%2Bcambio%2Bde%2Btemperatura.PNG\" alt=\"Fluxo de calor, mudan\u00e7a de temperatura\" class=\"aligncenter lazyload\" width=\"263\" height=\"229\" \/><\/noscript><\/p>\n<p>Depois de algum tempo em contato, a troca de calor para. Quando isso acontece, diz-se que os corpos est\u00e3o em <strong>equil\u00edbrio termodin\u00e2mico<\/strong> e, consequentemente, t\u00eam a mesma <strong>temperatura<\/strong>.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-q86P0HNTtTg\/YIpm1rey-JI\/AAAAAAAAFBg\/opL3iGHuIVAxqlmZNcr-SLAzQqca1MsdQCLcBGAsYHQ\/s0\/equilibrio%2Btermico.PNG\" alt=\"Equil\u00edbrio t\u00e9rmico\" class=\"aligncenter lazyload\" width=\"333\" height=\"200\" \/><noscript><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-q86P0HNTtTg\/YIpm1rey-JI\/AAAAAAAAFBg\/opL3iGHuIVAxqlmZNcr-SLAzQqca1MsdQCLcBGAsYHQ\/s0\/equilibrio%2Btermico.PNG\" alt=\"Equil\u00edbrio t\u00e9rmico\" class=\"aligncenter lazyload\" width=\"333\" height=\"200\" \/><\/noscript><\/p>\n<p>A primeira coisa que notamos sobre esse fen\u00f4meno \u00e9 que se trata de um processo irrevers\u00edvel. Dois corpos a temperaturas diferentes, ao entrarem em contato, sempre tender\u00e3o ao equil\u00edbrio t\u00e9rmico. No entanto, o processo inverso n\u00e3o ocorrer\u00e1 a menos que uma a\u00e7\u00e3o externa seja aplicada. Esse processo de aproxima\u00e7\u00e3o ao equil\u00edbrio t\u00e9rmico \u00e9 conhecido como <strong>termaliza\u00e7\u00e3o<\/strong>.<\/p>\n<h3>Lei Zero da Termodin\u00e2mica<\/h3>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=300s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>\u00c9 poss\u00edvel generalizar essas ideias<\/strong><\/a> para muitos corpos; ou seja, quando v\u00e1rios corpos est\u00e3o em equil\u00edbrio t\u00e9rmico, espera-se que suas temperaturas sejam as mesmas. Essa ideia \u00e9 cristalizada pela <strong>Lei Zero da Termodin\u00e2mica.<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><strong><em>Se dois sistemas est\u00e3o separadamente em equil\u00edbrio t\u00e9rmico com um terceiro, ent\u00e3o est\u00e3o em equil\u00edbrio t\u00e9rmico entre si.<\/em><\/strong><\/p>\n<p><strong><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-mjaWicoDq0Y\/YIpqLXp7L2I\/AAAAAAAAFBo\/uv7HcqkE33Uk6mynRS4IkFgATKG9xt72ACLcBGAsYHQ\/s0\/ley%2Bcero%2Bde%2Bla%2Btermodinamica.PNG\" alt=\"Lei zero da termodin\u00e2mica\" class=\" aligncenter lazyload\" width=\"589\" height=\"445\" \/><noscript><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-mjaWicoDq0Y\/YIpqLXp7L2I\/AAAAAAAAFBo\/uv7HcqkE33Uk6mynRS4IkFgATKG9xt72ACLcBGAsYHQ\/s0\/ley%2Bcero%2Bde%2Bla%2Btermodinamica.PNG\" alt=\"Lei zero da termodin\u00e2mica\" class=\" aligncenter lazyload\" width=\"589\" height=\"445\" \/><\/noscript><\/strong><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=439s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>A Lei Zero \u00e9 a base fundamental<\/strong><\/a> para a medi\u00e7\u00e3o de temperaturas: colocamos um corpo cuja temperatura desejamos medir em contato com um segundo corpo que exibe algum comportamento cuja depend\u00eancia da temperatura \u00e9 bem conhecida e esperamos que atinjam o equil\u00edbrio t\u00e9rmico. O segundo corpo \u00e9 chamado de \u00abterm\u00f4metro\u00bb. A Lei Zero garante que, se calibramos esse segundo corpo em rela\u00e7\u00e3o a algum outro term\u00f4metro padr\u00e3o, sempre teremos resultados consistentes. Pensando bem, isso infere uma maneira mais intuitiva de estabelecer a Lei Zero, que \u00e9 a seguinte: \u00abOs term\u00f4metros funcionam.\u00bb<\/p>\n<p><a name=\"2\"><\/a><\/p>\n<h2>Os Term\u00f4metros e a Medi\u00e7\u00e3o de Temperatura<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=536s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>Em termos do que revisamos<\/strong><\/a> at\u00e9 agora, podemos estabelecer as seguintes considera\u00e7\u00f5es para os term\u00f4metros:<\/p>\n<ul>\n<li>Para que um term\u00f4metro funcione corretamente, \u00e9 necess\u00e1rio que sua capacidade calor\u00edfica seja muito menor do que a do objeto cuja temperatura se deseja medir. Caso contr\u00e1rio, o ato de medir poderia afetar a temperatura do objeto.<\/li>\n<li>Os term\u00f4metros se baseiam em alguma propriedade termom\u00e9trica para realizar suas medi\u00e7\u00f5es. Galileu utilizou um term\u00f4metro de \u00e1gua baseado na dilata\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica, Fahrenheit fez o mesmo com term\u00f4metros baseados em \u00e1lcool e merc\u00fario. Outras formas incluem observar como a resist\u00eancia el\u00e9trica de um condutor muda devido \u00e0 temperatura, utilizar a dilata\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica de gases (da equa\u00e7\u00e3o dos gases ideais), etc.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Propriedades Termom\u00e9tricas<\/h3>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=632s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>Todos esses m\u00e9todos utilizam uma propriedade<\/strong><\/a> mensur\u00e1vel, como resist\u00eancia el\u00e9trica, press\u00e3o ou tamanho, que geralmente depende de uma fun\u00e7\u00e3o complicada da temperatura. Embora nenhuma dessas propriedades seja completamente linear em todo o seu intervalo de possibilidades, tamb\u00e9m n\u00e3o precisamos considerar o intervalo completo; se o intervalo for suficientemente estreito, temos uma rela\u00e7\u00e3o quase linear que podemos aproveitar.<\/p>\n<h3>O Problema da Temperatura Absoluta<\/h3>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=815s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>O problema com essas considera\u00e7\u00f5es<\/strong><\/a> \u00e9 que as medi\u00e7\u00f5es de temperatura s\u00e3o obtidas em fun\u00e7\u00e3o de alguma propriedade termom\u00e9trica. Elas s\u00e3o medidas de forma relativa. Isso levanta a quest\u00e3o: Existir\u00e1 alguma medida absoluta de temperatura? Durante o s\u00e9culo 19, esse problema foi resolvido por meio de um argumento baseado na \u00abm\u00e1quina de Carnot\u00bb. Posteriormente, descobriu-se que a temperatura poderia ser definida estatisticamente, e \u00e9 isso que utilizamos atualmente. No entanto, para revisar essas ideias adequadamente, \u00e9 necess\u00e1rio primeiro passar pelas no\u00e7\u00f5es de micro e macro estados.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Temperatura, Equil\u00edbrio Termodin\u00e2mico e a Lei Zero A temperatura n\u00e3o \u00e9 apenas um indicador de frio ou calor; \u00e9 uma grandeza fundamental para compreender como os sistemas f\u00edsicos alcan\u00e7am o equil\u00edbrio. 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