Temperatura na física

Temperatura - o que é? Qual é a definição de temperatura? O que é equilíbrio termodinâmico?

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1. Temperatura. Definição

A temperatura é a quantidade básica que caracteriza os fenômenos térmicos. É um dos principais parâmetros físicos que caracterizam o estado de um sistema termodinâmico. A temperatura é uma medida da energia cinética média resultante das vibrações e do movimento de todas as moléculas em um determinado sistema.

Depende do movimento e vibração das moléculas que constituem o corpo. A temperatura sobe conforme a energia desses movimentos aumenta. O movimento pode estar relacionado ao movimento da molécula e à vibração dos átomos.

Por exemplo, a velocidade dos átomos em movimento térmico a uma temperatura próxima à temperatura ambiente é alta, mas já a uma temperatura próxima do zero absoluto a velocidade atinge os valores mínimos.

A temperatura é uma das sete grandezas básicas do sistema SI de unidades, ou Sistema Internacional de Unidades, que foi padronizado em 1960.

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A unidade básica de temperatura no sistema SI é Kelvin - Celsius e escalas Fahrenheit também são comumente usadas.

## Equilíbrio termodinâmico

Segundo a definição de James Clerk Maxwell (1831-1879), físico e matemático escocês, a temperatura corporal é o seu estado térmico quando considerada em relação à sua capacidade de transferir calor para outros corpos.

Podemos experimentar o que é tocando ou nos aproximando de objetos ou corpos materiais. Quando dois corpos de temperatura diferente se aproximam, a energia é transferida do objeto com a temperatura mais alta para o objeto com a temperatura mais baixa.

A transmissão ocorre até que a temperatura seja equalizada em ambos os objetos. Esse fenômeno é chamado de equilíbrio termodinâmico. Um bom exemplo disso é abraçar uma pessoa congelada. Isso nada mais é do que transferência de calor.

2. Expansão de temperatura de substâncias

A expansão da temperatura dos sólidos é um fenômeno em que o volume do corpo aumenta com o aumento da temperatura.

Ao elevar a temperatura de um objeto, fazemos com que as moléculas que compõem esse corpo se movam. Quanto mais alta a temperatura, mais violento o movimento faz com que os átomos se "separem" e se afastem uns dos outros. Isso resulta em um aumento no volume corporal.

A expansão da temperatura da substância pode ser verificada pela observação dos fios da linha de alta tensão - no inverno eles são tensionados entre os pólos. Por sua vez, no verão eles ficam soltos.

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3. Expansão de temperatura dos gases

Os gases são mais suscetíveis ao fenômeno de expansão térmica devido à sua estrutura.

Nos gases, o movimento das moléculas é rápido e as interações intermoleculares são muito fracas. O aumento da temperatura do gás fará com que as moléculas se movam ainda mais rápido e aumentará a distância entre elas.

Por esse motivo, embalagens de aerossol ou gás são sempre marcadas com um aviso de superaquecimento. O gás aquecido, aumentando em volume, pode causar a explosão do recipiente.

4. Expansão de temperatura de líquidos

A expansão térmica afeta tanto líquidos quanto sólidos e gases. Sob a influência do aumento da temperatura, o líquido se expandirá em volume.

Um exemplo comum e emblemático do uso desse fenômeno é um termômetro de líquido. Quanto maior a temperatura, aumenta o volume de álcool no termômetro, indicando valores cada vez maiores.

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5. Medição de temperatura

A temperatura é uma das sete grandezas básicas do sistema SI de unidades, ou Sistema Internacional de Unidades, que foi padronizado em 1960.

O processo de definição de uma escala de temperatura ocorre em relação a um determinado fenômeno físico repetitivo e dependente da temperatura, ao qual é atribuído um determinado valor de temperatura. Um exemplo de tal fenômeno pode ser um ponto de congelamento ou fusão constante.

Este fenômeno físico é chamado de ponto padrão fixo. Um exemplo de tal ponto é o ponto triplo da água, ou seja, quando os três estados de agregação água, gelo e vapor estão em equilíbrio a uma temperatura de 0,01 graus Celsius ou 273,15 Kelvin e uma pressão de 611,73 Pa.

A temperatura do ponto triplo foi estabelecida pela legislação internacional e é usada para calibrar termômetros. No mundo, três escalas para medir a temperatura são usadas principalmente - Kelvin, Celsius, Fahrenheit.

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