Termologia: é o ramo da Física
que estuda os fenômenos térmicos como calor,
temperatura, dilatação, mudança de estado
físico, energia térmica dos gases e suas manifestações.
Termometria: é o ramo da
termologia que estuda a temperatura e seu
processo de medição.
A noção inicial de
temperatura é intuitiva. Todos nós sentimos os
efeitos da temperatura, mas não podemos
defini-la. A sensação física de quente e frio
que obtemos ao tocarmos os objetos, fornece-nos
apenas uma vaga idéia do que seja temperatura e
não serve como padrão, pois varia conforme a
situação apresentada e de pessoa para pessoa.
Exemplo clássico.
Ao colocarmos
uma das mãos em um
recipientes contendo água quente e a outra mão
em outro recipiente com água fria, e
em seguida, colocarmos as mãos, em um terceiro
recipiente contendo água morna, teremos
sensações diferentes nas mãos. A mão que estava
no recipiente com água quente, terá a sensação
de frio, enquanto que aquela que estava no
recipiente com água fria, apresentará a sensação de quente. Temos então
dificuldade para definir temperatura, mas
podemos medi-la com grande facilidade. Para
isso, utilizamos um sistema o "termômetro" que
tem como base, uma substância com pelo
menos uma grandeza física, variando sensível e
uniformemente com a temperatura. (substância
termométrica)
Conceitos adicionais:
Sistema: Chamaremos de
sistema a uma região do espaço ou uma porção de
matéria de identidade fixa que isolamos do
Universo para objeto de estudo, isto é, sobre os
quais fixamos a nossa atenção. É óbvio que tal
isolamento é imaginário.
Meio exterior: Supondo-se
fixado o sistema, tudo o que resta no Universo,
mas que tenha influência direta ou indireta no
comportamento do sistema, constitui o meio
exterior desse sistema ou (vizinhança).
Fronteira:
É uma superfície real ou imaginária de separação
entre o sistema e a vizinhança, que pode
permitir ou não a interação entre o sistema e o
meio exterior.
Uma classificação útil dos sistemas é baseada na
natureza e propriedades das suas respectivas
fronteiras no que se refere às entidades físicas
que passam através dessa fronteira como por
exemplo: matéria, energia, trabalho, calor e
entropia.
Sistemas
físicos e características das fronteiras
Sistemas |
Matéria |
Energia |
Calor |
Trabalho |
volume |
Entropia |
Aberto |
v |
v |
v |
v |
v |
v |
Fechado |
x |
v |
v |
v |
v |
v |
Isolado |
x |
x |
x |
x |
x |
x |
Adiabático |
x |
v |
x |
v |
v |
x |
Isocórico |
x |
v |
v |
x |
x |
v |
Por exemplo, uma câmara de explosão delimitada
pela camisa, pelo cabeçote e pelo pistão em
um motor de combustão interna, encerrando no
interior uma mistura explosiva de ar e
combustível, define, durante a etapa de
compressão e explosão, um sistema fechado.
Durante a admissão e exaustão tem-se um sistema
aberto.
O café quente no interior de uma
garrafa térmica fechada aproxima-se do que se
denomina por sistema isolado.
Coordenadas macroscópicas e
microscópicas de um sistema: Uma vez fixado o
sistema passaremos a descrevê-lo, isto é,
determinaremos as suas características para
podermos analisar as interações entre esse
sistema e o seu meio exterior.
A descrição de um sistema
pode ser feita sob o ponto de vista macroscópico
ou sob o ponto de vista microscópico.
Para fazer a descrição
macroscópica levamos em consideração grandezas
sugeridas pelos nossos sentidos de percepção,
que podem ser medidas diretamente no laboratório
e que não levam em consideração a natureza
íntima da matéria (pressão, tempe- ratura,volume).
Na descrição microscópica,
consideramos grandezas que envolvem hipótese
relativas a constituição da matéria, não
sugeridas pelos nossos sentidos e que não podem
ser medidas diretamente no laboratório.
É evidente que o comportamento do sistema não
depende do tipo de abordagem adotado para
descrevê-lo, isto é, os critérios acima conduzem
ao mesmo resultado, embora possam parecer
diferentes à primeira
vista. A escolha de um ou de outro é apenas uma
questão de conveniência do operador.
As grandezas que permitem a
descrição macroscópica são chamadas coordenadas
macroscópicas do sistema e as que permitem a
descrição microscópica são chamadas coordenadas
microscópicas do sistema.