A temperatura é um conceito microscópico ou macroscópico? Defina temperatura e explique como ela se relaciona com a energia cinética média das moléculas de um corpo.
Passo 1
O enunciado pede para entender se temperatura é um conceito microscópico ou macroscópico, definir o que é temperatura e mostrar como ela se conecta com a energia cinética média das moléculas de um corpo. O conteúdo aqui é termodinâmica estatística, em particular a interpretação microscópica da temperatura.
Passo 2
Temperatura é uma variável de estado macroscópica: isso significa que ela descreve propriedades observáveis de um sistema como um todo (por exemplo, o volume, a pressão ou a energia interna), sem referir-se a cada molécula isoladamente. Em equilíbrio térmico, dois corpos em contato não trocam mais energia por calor quando atingem a mesma temperatura.
Passo 3
Microscopicamente, a temperatura reflete o grau de agitação das partículas (moléculas ou átomos) que compõem o corpo. Quanto maior a agitação média dessas partículas, maior é a temperatura medida macroscopicamente.
Passo 4
Para um gás ideal monoatômico em equilíbrio térmico, a relação entre a energia cinética média de translação de uma molécula e a temperatura é
em que
– é a energia cinética média por molécula,
– é a constante de Boltzmann,
– é a temperatura absoluta do gás.
Essa fórmula mostra que a temperatura é diretamente proporcional à energia cinética média das moléculas.
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Essa fórmula mostra que a temperatura é diretamente proporcional à energia cinética média das moléculas.
Passo 5
Portanto, embora se meça temperatura de forma macroscópica (com termômetros), ela tem uma interpretação microscópica: quantifica quanta energia cinética média as moléculas possuem.
Resposta
Temperatura é uma grandeza macroscópica que indica o estado de agitação térmica de um sistema. Microscopicamente, está relacionada à energia cinética média das moléculas por