Descreva com suas próprias palavras o conceito de temperatura e como é possível medir essa grandeza física.
Passo 1
O enunciado pede para explicarmos, com nossas próprias palavras, o que é temperatura (o conteúdo de termodinâmica básica) e como podemos medir essa grandeza física.
Passo 2
Temperatura é uma medida macroscópica que reflete o grau de agitação térmica das partículas de um corpo. Em termos de física, dois corpos em contato térmico têm a mesma temperatura quando não há fluxo líquido de energia térmica entre eles – esse é o princípio do equilíbrio térmico.
Microscopicamente, temperatura está relacionada à energia cinética média das moléculas de um sistema. Quanto maior a energia cinética média, maior a temperatura. Em um gás ideal, por exemplo, vale
Microscopicamente, temperatura está relacionada à energia cinética média das moléculas de um sistema. Quanto maior a energia cinética média, maior a temperatura. Em um gás ideal, por exemplo, vale
onde
é a constante de Boltzmann e
é a energia cinética média por molécula.
Passo 3
Para atribuir valores numéricos à temperatura, usamos escalas termométricas. As mais comuns são:
Escala Celsius (
), com pontos de referência em
(fusão do gelo) e
(ebulição da água, à pressão de
).
Escala Kelvin (
), usada em ciência, onde o zero (
) é o zero absoluto. A conversão é
Passo 4
Medição da temperatura envolve dispositivos chamados termômetros ou sensores térmicos. Alguns exemplos:
Termômetro de líquido em vidro: varia o volume de mercúrio ou álcool conforme a temperatura.
Termopar: gera uma tensão elétrica proporcional à diferença de temperatura entre duas junções metálicas diferentes.
Termorresistência (RTD): varia a resistência elétrica de um metal (como platina) conforme a temperatura.
Pirômetro infravermelho: detecta a radiação térmica emitida por um corpo e converte em valor de temperatura.
Resposta
Temperatura é a grandeza que quantifica o grau de agitação das partículas de um sistema e determina as trocas de calor até o equilíbrio térmico. Para medi-la, usamos escalas como Celsius e Kelvin e instrumentos que traduzem a variação térmica em mudanças de volume (termômetros de líquido), tensão (termopares), resistência elétrica (RTDs) ou intensidade de radiação infravermelha (pirômetros).