É possível que um objeto seja mais quente que outro se eles estão à mesma temperatura? Explique.
Passo 1
O enunciado pergunta se pode acontecer de um objeto ser “mais quente” que outro quando ambos estão na mesma temperatura. O tema aqui é termodinâmica elementar, envolvendo a definição de temperatura, o conceito de calor (energia em trânsito) e a capacidade térmica (ou calor específico).
Passo 2
Na termodinâmica, a temperatura é a grandeza que indica o grau de agitação média das partículas. Quando dois corpos são postos em contato térmico, o calor flui espontaneamente do de maior temperatura para o de menor temperatura, até que atinjam equilíbrio, ou seja, a mesma temperatura. Já o calor não é uma propriedade do corpo, mas o nome que damos à energia transferida por diferença de temperatura.
Passo 3
Sejam dois objetos A e B com a mesma temperatura,
. Nesse caso
, e pela lei de Fourier não haverá fluxo de calor entre eles. Como não há diferença de temperatura, não faz sentido dizer que um está “mais quente” que o outro: a temperatura — nosso termômetro de “quão quente” está cada um — é idêntica.
Passo 4
Apesar de compartilharem a mesma temperatura, A e B podem ter massas ou capacidades térmicas diferentes. A quantidade de energia interna (ou “conteúdo de calor”) que cada um armazena depende de sua capacidade térmica
e da variação de temperatura
:
No caso de
ser medido a partir de uma referência, corpos com maior
armazenam mais energia interna a mesma temperatura, mas isso não altera sua “temperatura” nem faz com que sejam “mais quentes” — apenas têm mais energia térmica total.
Resposta
Não. Se dois objetos estão na mesma temperatura, não há fluxo de calor entre eles e não faz sentido dizer que um é mais quente que o outro. Eles podem ter quantidades diferentes de energia interna devido a diferentes massas ou capacidades térmicas, mas a “temperatura” — que é a medida de quão quente algo está — permanece igual.