A Primeira Lei da Termodinâmica
Temperatura e calor são frequentemente confundidos, como em “hoje o calor está demais”. Distinga estes dois conceitos, da forma mais cuidadosa possível, através de um exemplo.
Temperatura e calor são frequentemente confundidos, como em “hoje o calor está demais”. Distinga estes dois conceitos, da forma mais cuidadosa possível, através de um exemplo.
Passo 1
O enunciado pede para distinguir temperatura e calor de forma cuidadosa, usando um exemplo; o tema é a Primeira Lei da Termodinâmica e vamos precisar entender o que cada conceito significa e como eles se relacionam.
Passo 2
Temperatura é uma variável de estado que caracteriza o grau de agitação térmica média das partículas num sistema em equilíbrio. Microscopicamente, ela se relaciona com a energia cinética média das partículas por
onde
é a constante de Boltzmann e
a temperatura absoluta.
Passo 3
Calor é energia em trânsito entre dois corpos ou sistemas devido a uma diferença de temperatura. Diferentemente da temperatura, o calor não é uma propriedade do sistema, mas sim uma quantidade de energia transferida ao longo de um processo. Em termodinâmica costuma-se denotar calor por
, considerando
quando o sistema recebe energia.
Passo 4
Exemplo prático: imagine um bloco de metal aquecido a
em contato com as suas mãos, que estão a cerca de
.
– A temperatura do metal ( ) e da sua mão (
) são as condições de estado iniciais.
– Ao encostar, ocorre fluxo de calor do metal para a mão até que ambos se aproximem de uma mesma temperatura de equilíbrio. Nesse processo o metal perde energia (sua temperatura cai) e a mão ganha energia (sua temperatura sobe).
– A temperatura do metal (
– Ao encostar, ocorre fluxo de calor
Resposta
A temperatura é a medida do grau de agitação interna de um sistema (variável de estado), enquanto o calor é a energia que efetivamente se transfere entre sistemas por diferença de temperatura (função de caminho).