A Física é uma das ciências mais interessantes e ricas que existem e, provavelmente, você já se viu as voltas com algum conteúdo que, embora fosse complexo, era também fascinante. Atualmente, a Física é dividida em ramos, pois não é possível estudar todos os fenômenos como um único ramo. Os físicos e os estudantes também ficariam doidos, não é mesmo?
Por isso, a divisão em ramos foi feita e dispôs os estudos dessa disciplina nas seguintes áreas:
- Mecânica (estuda o movimento dos corpos)
- Movimento Ondulatório (estuda os movimentos das ondas bem como fenômenos sonoros)
- Óptica (estuda os fenômenos luminosos e formação da imagem)
- Eletricidade (estuda fenômenos elétricos e magnéticos)
- Física Moderna (novidades da Física Moderna)
- Termologia (estuda os fenômenos térmicos)
Quem se interessa em especial pelo ramo da Termologia da Física vai encontrar algumas informações bem interessantes no texto a seguir. Saiba como esses estudos começaram a ser realizados e como se tornaram tão importantes.
A Termologia
O primeiro passo para compreender esse ramo tão fascinante da Física é saber que a Termologia estuda, em primeiro lugar, as manifestações e fenômenos ligados ao calor. Trata-se de um estudo do movimento de energia, ou seja, a passagem de calor de um corpo a outro e como isso é feito.
Para quem pensa que se trata de um ramo novo na Física temos que dizer que os primeiros estudos referentes ao calor remontam a Antiguidade. Porém, foi somente no século XIX que atingiu realmente um clímax e passou a ser tratada com mais importância.
Esse bom momento de desenvolvimento vivido pela Termologia no século XIX se deve a realização de muitos estudos por cientistas como Carnot, Joule, Kelvin e muitos outros. Esses estudos permitiram que fossem criados conceitos chave para a observação da passagem de calor e dessa forma pudéssemos estudar a Termologia como parte da Física e da nossa vida cotidiana.
Conceitos Chave da Termologia
Alguns conceitos são muito importantes de serem compreendidos antes que se enverede pelo caminho de estudo da Termologia. Dentre esses conceitos estão o de Temperatura, Calor e Equilíbrio Térmico.
Temperatura
Imagine que cada corpo é formado por partículas e essas partículas estão sempre em movimento. Nesse cenário, Temperatura é a grandeza utilizada para medir o grau de agitação dessas partículas. Dessa forma, é possível caracterizar o estado térmico das partículas.
Calor
O calor nada mais é do que o movimento que leva energia de um corpo de maior temperatura para um corpo de menor temperatura. Sabe quando você coloca a sua mão próxima a uma vela para esquentar? Está havendo uma transmissão de calor do fogo da vela que está com maior temperatura para a sua mão que está com menor temperatura.
A unidade estabelecida pela Física para medir o calor é a Caloria (Cal), basicamente o que chama Caloria é o calor necessário para que se aumente a temperatura de um grama de água de 14,5°C para 15,5°C sobre pressão normal.
No sistema internacional de unidades, a medida oficial é a Joule, podemos fazer uma equivalência de 1 cal = 4,186 J. Também é possível utilizar uma unidade múltipla de Caloria que é a quilocaloria, 1Kcal = 1000 cal.
O objetivo é que os dois corpos cheguem a um equilíbrio térmico, nosso próximo conceito.
Equilíbrio Térmico
Quando dois corpos de temperaturas iniciais diferentes são postos próximos com superfície de contato, o caminho natural dos acontecimentos é que haja transmissão de calor daquele com maior temperatura para o de menor temperatura e, dessa forma, aconteça o chamado Equilíbrio Térmico.
Trocas de Calor na Termologia
Além de estudar o calor e a temperatura em si, a Termologia também estuda a forma como é realizada essa troca de energia entre os corpos. Os estudos se baseiam nas formas que tornam possíveis as trocas de calor e também há o estudo das mudanças de estado físico da matéria que ocorrem devido a transferência de calor.
Em suma, podemos dizer que a Termologia se ocupa de estudar a forma como o calor é trocado entre os corpos e também as características das diversas formas de troca de calor. As três formas principais de trocas de calor entre corpos são:
- Convecção – Trata-se da transferência de calor entre corpos fluidos. Um tipo de movimentação das moléculas que só ocorre em corpos fluidos, líquidos ou gases.
- Irradiação – Acontece quando a energia não precisa de um meio material para se propagar.
- Condução – O processo em que o calor é transmitido de molécula para molécula sem que seja necessário que elas se desloquem.
Entendo os Fenômenos da Termologia
Assim como os demais ramos da Física, a Termologia nos permite compreender alguns fenômenos que mesmo ocorrendo todos os dias podem representar motivo de curiosidade para quem convive com eles.
Alguns fenômenos que ocorrem no cotidiano, como a contração e dilatação de materiais, são plenamente estudados pela Termologia que explica como cada um deles acontece.
Conceito de Dilatação Térmica
Quando os corpos são submetidos a variação de temperatura apresentam modificações em sua dimensões. Essa variação que acontece pela mudança de temperatura é chamada de Dilatação Térmica.
Dentre os conceitos de Dilatação estudados pela Termologia estão:
- Dilatação superficial – A dilatação em que a variação ocorre na área do corpo.
- Dilatação volumétrica – Trata-se do tipo de dilatação que acontece no corpo como um todo, ou seja, no comprimento, largura e altura.
- Dilatação dos líquidos – Como os líquidos assumem a forma do recipiente em que estão a sua dilatação é medida através da observação da dilatação volumétrica do recipiente.
Termodinâmica
Além desses conceitos apresentados até aqui a Termologia também estuda por meio da Termodinâmica os fenômenos que envolvem o calor e os gases como um todo. Para que esse estudo seja possível é adotado um modelo de gás perfeito e assim aplicadas essas características aos acontecimentos envolvendo o gás.
As leis que estudam as transformações dos gases na Termodinâmica são:
- Transformação isotérmica – “Sob temperatura constante, a pressão de um gás ideal é inversamente proporcional ao seu volume”.
- Transformação isobárica – “Mantendo-se um gás ideal sob pressão constante, seu volume aumenta com o aumento da temperatura”.
- Transformação isocórica – “Transformação termodinâmica que mantém o volume constante de um gás”.
