Termodinâmica

O que acontece quando um

corpo cede ou recebe calor?

Termodinâmica

Essa é fácil as coisas esquentam! Aumenta a

temperatura!

Bem, isso nem sempre é verdade! Vou explicar

melhor.

Podem ocorrer duas situações.

Na primeira, sim o corpo aquece.Na segunda, o corpo pode receber calor e não aumentar sua temperatura, sofrendo uma mudança de estado físico.

Para entender o que ocorre realmente, temos que entender como a matéria está organizada!

A matéria é formada por átomos e moléculas. Agregados em três estados físicos (sólido, líquido e gasoso). Existe um quarto estado, o plasma, mas vamos deixar ele de lado por enquanto!

Toda matéria que existe está em constante vibração em torno de uma dada posição de equilíbrio. Ao receber o calor, a matéria tende a vibrar com mais intensidade, se afastando deste ponto de equilíbrio.

Podemos imaginar estas moléculas como que se fossem unidas por molas! Após remover a fonte de calor elas voltam para a posição inicial!

As moléculas apresentam uma certa ligação entre si. A força desta ligação varia conforme o estado físico em que a matéria se encontra.

A força das ligações é maior nos Sólidos que nos líquidos, e maior nos Líquidos do que nos Gases.

Na natureza os SÓLIDOS geralmente se apresentam na forma de cristais. Em estruturas organizadas de maneira regular, a rede cristalina.

Em função da forte ligação molecular, os SÓLIDOS,

possuem algumas características como a

forma, resistência etc. Estas características ocorrem

justamente pela diferença em suas estruturas

Alótropos do Carbono

Substâncias formadas pelo carbono com diferentes arranjos moleculares e que

apresentam propriedades diferentes

Com ligações mais fracas que as encontradas nos sólidos, os átomos nos líquidos vibram com maior facilidade, permitindo pequenas translações no interior do líquido. Por isso, podem

escoar com certa facilidade, não oferecem resistência a penetração e assumem a forma do recipiente onde

são colocados.

Nos Gases a separação entre átomos ou moléculas é maior que nos sólidos e líquidos, sendo praticamente nula a

força de ligação entre estas partículas. Por esse motivo, elas se movimentam

livremente em todas as direções e ocupam o volume total do recipiente

onde estão contidos.

Assim, ao fornecer calor para um corpo SE ELE AQUECER ou seja MUDAR SUA TEMPERATURA, os átomos e moléculas desse corpo se deslocam da posição de equilíbrio e isso provoca um fenômeno chamado DILATAÇÃO TÉRMICA!

A Dilatação provoca uma mudança no volume do objeto. Assim:

Temperatura volume (dilatação)

se estamos tirando calor do corpo

Temperatura volume (contração)

Quando se retira a causa do aumento ou redução de temperatura, o corpo volta ao seu estado original. Semelhante ao que ocorre quando apertamos ou esticamos uma mola!

Logicamente se a deformação causada não ultrapassar certos limites, o corpo volta ao seu estado original!

De um modo geral, o aumento de temperatura faz o corpo dilatar. Com a redução da temperatura o corpo contrai, mas nem sempre é assim!Algumas substâncias apresentam um comportamento diferenciado para alguns intervalos de temperatura (coeficiente de dilatação negativo).

Essa variação de volume acaba dependendo:-da variação de temperatura; -das características geométricas do corpo;-da reação do material há variação de temperatura (coeficiente de dilatação).

Em alguns corpos observamos mais facilmente esta dilatação em uma única dimensão, é o caso dos fios, cabos, barras e tubos.Chamamos isso de Dilatação LINEAR

Algumas vezes, a dilatação ocorre em duas dimensões apenas (na superfície do objeto), sendo desprezível a variação na espessura do objeto. Isso ocorre em placas e chapas.Chamamos isso de Dilatação SUPERFICIAL

Quando a dilatação ocorre nas três dimensões (de modo mais visível). Chamamos isso de Dilatação VOLUMÉTRICA

Para modelar o que ocorre com o material utilizamos a equação que descreve o a deformação do corpo em relação as suas características geométricas iniciais, a variação de temperatura e o material do corpo!

Dilatação Linear

Dilatação Superficial

É a mesma dilatação linear só que ocorrendo em 2 dimensões ao mesmo tempo.

L

L

L

L

Dilatação Superficial

É a mesma dilatação linear só que ocorrendo em 3 dimensões ao mesmo tempo.

L

Mas se receber ou ceder calor e a TEMPERATURA DO CORPO NÃO MUDAR o corpo está tendo uma mudança de estado físico!

Aumenta a temperatura

Reduz a temperatura

Podemos resumir isso, observando o gráfico da curva de aquecimento e resfriamento, que mostra o comportamento do material com as variações de temperatura.

Agora que você sabe um pouquinho sobre o que acontece quando um corpo recebe calor, vamos ao nosso próximo assunto.

Como o calor é transmitido de um corpo para o outro?

DEUS me ajude!Ainda tem mais na próxima aula!