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CALOR E TEMPERATURA
CALOR, TEMPERATURA, ENERGIA INTERNA E FONTES DE CALOR
Quando se fala em fontes de calor todos imediatamente pensam no fogo, no Sol, no carvão em brasa (para fazer aquele churrasquinho no final de semana), mas muito pouca gente imagina que a água pode ser uma fonte de calor, que o ar pode ser uma fonte de calor e que até nosso próprio corpo pode ser uma fonte de calor.
O que pode ser considerado como sendo fonte de calor ?
Vamos analisar a seguinte situação : Se você segurar uma pedra de gelo nas mãos ela irá com certeza derreter depois de certo tempo. Responda a seguinte pergunta : Qual dos dois corpos estava com uma temperatura maior, sua mão ou o gelo ?
Sua resposta com certeza foi que sua mão estava mais "quente". Como a temperatura da sua mão era maior que a temperatura do gelo, sua mão perdeu um pouco de energia térmica para o gelo. (Você verá em breve que damos o nome de calor para esta energia térmica que passou da sua mão para o gelo)
Será que podemos considerar sua mão, neste caso, como uma fonte de calor ? A resposta é: sim, podemos. Afinal o calor que derreteu o gelo veio dela.
Existe uma regra que sempre é válida nos fenômenos térmicos naturais.
"Sempre que encostarmos corpos, ou sistemas, que estejam com temperaturas diferentes, haverá troca de calor entre eles. E mais, o calor sempre passará do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura, até que ambos atinjam a mesma temperatura, ou seja, atinjam o equilíbrio térmico"
Mas e se por acaso os corpos já estiverem na mesma temperatura ?
Bom, neste caso não haverá troca de calor entre eles. Dizemos que eles já estarão em equilíbrio térmico.
Então, todo corpo ou sistema, que esteja mais quente do que a sua vizinhança, pode ser considerado como sendo uma fonte de calor. É fácil percebermos quem está mais quente olhando para o valor das suas temperaturas. Quanto maior a temperatura mais aquecidos estarão.
Mas de onde vem o calor ???
Todos os corpos possuem energia interna. Esta energia está de certa maneira "armazenada" nos corpos, e vem, entre outras coisas, do movimento ou da vibração dos átomos e moléculas que formam o corpo. Veja a animação abaixo.
Os pontinhos vermelhos representam as moléculas de um sólido qualquer.
Logicamente este é um exemplo bem simplificado. As vibrações são muito mais rápidas e não ocorrem de maneira tão organizada assim. Mas uma coisa é certa. Nos sólido as moléculas não se locomovem de um lado para outro do material, somente vibram.
No caso dos líquidos e gases, as moléculas conseguem, além de vibrar, locomover-se de um lado para o outro, principalmente nos gases.
A energia interna dos corpos então está relacionada com estes movimentos. Quanto maior a vibração, maior será a energia interna contida no material, e maior será sua temperatura. Mas cuidado, se um corpo tem maior temperatura que outro, não significa que sua energia interna também seja maior. Você saberia explicar porque ?
Quando encostamos dois corpos com temperaturas diferentes, ou seja, com níveis de vibração diferentes, a tendência é que parte da energia do corpo de maior temperatura passe para o corpo de menor temperatura. Eis ai o calor (energia indo de um corpo para outro). Isso só pára quando as moléculas dos dois corpos estiverem vibrando da mesma maneira. Neste caso os dois corpos estarão então com a mesma temperatura, e terão atingido o equilíbrio térmico.
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