O calor consiste nos diminutos movimentos das partículas de um corpo. (Newton)
A energia de um corpo é sua capacidade de realizar trabalho o que há duas espécies de energia, potencial e cinética. Você aprendeu que a energia cinética de um corpo de pêso P e velocidade v é dada por (1/2) P/g X v2.. Na presente unidade você estudará um tipo importante de energia, a energia cinética das moléculas.
As moléculas de um gás se movem rápida e desordenadamente, como abelhas numa grande caixa, chocando-se umas contra as outras e contra as paredes da caixa, que as moléculas de um líquido se movem como abelhas amontoadas numa colmeia, e que as moléculas (ou átomos) de um sólido quase não podem sair de sua posição. No entanto, cada molécula de um sólido pode vibrar, ou mover alternadamente para um lado e para o outro. Todos esses movimentos são muito desordenados. As moléculas dos gases, líquidos e sólidos têm, portanto, energia cinética e nós a chamamos de calor. Calor é a energia cinética das moléculas.
Você pode produzir calor de vários modos. Dobre um pedaço de ferro para um lado o para o outro varias vêzes. Você produzirá calor. Risque um fósforo. Enquanto êle se queima, a energia química da madeira se transformará em calor. Faça uma corrente elétrica passar pelo filamento de uma lâmpada. As cargas elétricas, movendo-se por entre os átomos do metal, produzirão calor.
A sua mãe pode dizer quão quente está seu ferro elétrico, tocando-o com o dedo. O que significa, porém, temperatura para o físico?
Suponha que você ponha uma barra de ferro quente numa vasilha com água. Então, calor, ou energia térmica, passará do ferro quente para a água mais fria. Finalmente, os dois ficarão com a mesma temperatura. O escoamento do calor cessará, então. Ponha sua mão no vidro frio da janela de sua sala de aula. Calor fluirá de sua mão mais quente para o vidro mais frio. A temperatura de um corpo é a condição que determina a direção do movimento de calor entre êle e outros corpos.
Lembre-se de que o calor de um corpo é a energia cinética total de suas moléculas. A temperatura de um corpo determina a direção do movimento de calor.
Suponha que você pudesse ver as moléculas (ou átomos) de um bloco de ferro. Você observaria que cada molécula vibra, ou se move para um lado e para o outro, de modo muito desordenado, porém. Isso está representado esquemàticamente na Fig. 13-1. Se você adicionasse calor ao ferro, aumentando sua temperatura, você faria suas moléculas vibrar mais violentamente e assim lhes adicionaria energia cinética. Se você esfriasse o ferro cada vez mais, suas moléculas se agitariam menos. Finalmente, à temperatura mais baixa possível (zero absoluto) elas vibrariam muito pouco. Aumentando a temperatura, de um corpo, você aumentará a energia cinética (média) de suas moléculas.
Uma representação ampliada dos átomos do ferro. (A) À temperatura ambiente êles vibram com certa intensidade. (B) À temperatura mais alta êles vibram mais vigorosamente. (C) À temperatura mais baixa possível (zero absoluto) êles vibram muito pouco. As moléculas têm maior energia cinética quando a temperatura é mais alta.
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