Temperatura e Calor duas Grandezas Físicas diferentes

Temperatura e Calor, duas grandezas Físicas bastante difundidas no nosso dia a dia, e que estamos quase sempre relacionando uma com a outra, porém possuem conceitos diferentes e não podemos achar que elas representam a mesma coisa. Para falarmos de Temperatura e Calor vamos introduzir, antes, o conceito de energia interna.

Temperatura e Energia Interna

A temperatura de um corpo está relacionada com o grau de agitação das moléculas ou átomos que constitui esse corpo e a energia interna com a soma de todas as energias de cada átomo ou molécula que possui este corpo. Mas o que é energia interna? Sabemos que a matéria é constituída de átomos e moléculas e que estes possuem vibrações e, portanto, possuem energia cinética, que é a energia relacionada ao movimento de um corpo. Quanto maior a energia cinética, maior é a vibração molecular deste corpo. A energia interna de um corpo está relacionada não só a essas vibrações, mas também com todas as formas de energia que possa ter os átomos ou moléculas deste corpo. A soma dessas energias que todas as moléculas ou átomos possam ter constitui a energia interna. Já a temperatura está relacionada a exatamente a energia cinética média das moléculas ou átomos constituintes do corpo. Vejamos um exemplo hipotético para elucidar melhor o que foi dito acima.

Suponha que a esfera 1, representada ao lado, possua 109 átomos de Fe e com 1J (1 joule ) de energia cinética cada um, por exemplo. E que a esfera 2 tenha 106 átomos de Fe, e também, com 1J (1 joule) de energia cada um. Diríamos, então que a energia interna da primeira e da segunda esfera seriam:

 Energia Interna

Esfera 1     1J x 109 = 1x 109 J

Esfera  2      1Jx 106 = 1x106 J

Portanto, a esfera 1 teria maior Energia Interna. No entanto, a temperatura de ambas é a mesma, pois elas têm o mesmo grau de agitação, que é representado pela energia cinética média dos átomos que constituem o corpo, que neste caso é de 1 J.

 Temperatura

Esfera 1    Energia cinética média  1J

Esfera 2   Energia cinética média  1J

Portanto, as duas esferas teriam a mesma temperatura.

Calor

O calor só se manifesta quando há diferença de temperatura entre dois ou mais corpos. Quando dois corpos, por exemplo, possuem diferentes temperaturas e estão próximos um do outro, a energia térmica é transferida do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura, a até o momento em que eles atingirem a mesma temperatura, ou seja, entrarem em equilíbrio térmico. Isto não significa que o calor flui, necessariamente, do corpo de maior energia interna para o de menor energia interna. No nosso exemplo acima, das duas esferas, não haveria transferência de energia térmica da esfera maior para a esfera menor, pois elas possuem a mesma temperatura. De um modo geral, definimos Calor como sendo a energia térmica em trânsito. Popularmente dizemos que estamos com calor, quando estamos sentindo a nossa temperatura aumentar e, portanto, a nossa energia térmica. E dizemos que estamos com frio, quando estamos perdendo energia térmica e, consequentemente, baixando a nossa temperatura. Logo o Calor e o Frio estão relacionados pelo ganho ou perda da energia térmica.

 

 

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