Termologia é um ramo da física empenhado em estudar os fenômenos ligados ao calor, temperatura e energia térmica. Ela averigua as propriedades dos corpos quanto às mudanças de temperatura e também as trocas de calor entre os sistemas.
O termo tem sua origem no grego, com: thermos significando calor e logon sendo estudo.
Por meio da termologia há como compreender os princípios que conduzem as transferências de energia térmica. Esse estudo é essencial para explicar os fenômenos cotidianos, partindo do comportamento dos materiais em variadas temperaturas até a operacionalidade de máquinas térmicas e de sistemas de refrigeração.
Fundamentos da termologia
A termologia se baseia em três conceitos que são essenciais: calor, temperatura e energia térmica. Assim:
- Calor: se trata da forma de energia passada de um corpo para outro pelas diferenças de temperatura. Esse processo sucede até que ambos os corpos obtenham o equilíbrio térmico;
- Temperatura: essa se trata da medida da energia cinética média relativa as partículas em um corpo. Quando dois corpos ficam em contato, há o choque de partículas, e aquelas que possuem maior energia cinética passam uma parte dessa energia às que contam com menor energia, até que a temperatura fique igual;
- Energia térmica: já essa se configura na energia ligada ao movimento desordenado das partículas num sistema. Quanto maior for a temperatura, então maior será a energia térmica.
Transferência de calor
A transferência/propagação de calor se daria de três formas: por condução, convecção e por radiação.
Condução é a transferência de calor por corpos sólidos. Aqui a energia térmica é passada de partícula para partícula. Materiais considerados como bons condutores, a exemplo dos metais, possibilitam uma transferência acelerada, já materiais isolantes tornam a condução mais complicada.
A convecção é aquela forma que corre em fluidos (líquidos e gases) e abarca o movimento do próprio fluido. Conforme uma região do fluido é aquecida, as partículas dela se expandem e se convertem em partículas menos densas, posteriormente se elevando e sendo substituídas por aquela mais frias.
Já a radiação se traduz na transferência de calor por meio de ondas eletromagnéticas, a exemplo da luz solar. Distinta das outras formas, ela não necessita de um meio material para que haja a propagação. Há a transferência da energia térmica ali através de ondas eletromagnética, que conseguem se propagarem no vácuo.
Escalas de temperatura
Há várias escalas de temperatura, sendo as principais delas:
- Celsius: usada em muitas partes do mundo, essa possui a temperatura de congelamento da água como 0°C e o ponto de ebulição seria de 100°C, ambos debaixo da pressão atmosférica normal;
- Fahrenheit: já essa é mais usada nos Estados Unidos, com a temperatura de congelamento da água sendo 32°F, enquanto o ponto de ebulição seria de 212°F, também sob pressão atmosférica normal;
- Kelvin: por fim, há essa escala, que é usada na ciência e em certos contextos técnicos. A escala Kelvin é absoluta, possuindo como zero absoluto -273,15°C, que seria a temperatura onde as partículas possuem energia mínima. Desse modo, não existem temperaturas negativas em Kelvin.
Expansão e dilatação térmica
Dá-se o nome de expansão térmica para o fenômeno no qual os corpos ampliam seu volume ou dimensões se forem aquecidos e reduzem se são resfriados.
Expansão e dilatação de sólidos
Os sólidos se dilatam se aquecidos e contraem se resfriados, de modo proporcional ao coeficiente de dilatação de um material.
Expansão e dilatação de líquidos e gases
Líquidos e gases também podem se expandir ao serem aquecidos, mas sua dilatação seria mais complexa e dependeria da capacidade do material de ser compreensível.
Termodinâmica
A termodinâmica se trata do ramo da física focado em estudar as trocas de energia nos sistemas macroscópicos, os quais são constituídos por uma grande quantidade de partículas (a exemplo de gases e fluídos). E ela compreende os princípios fundamentais do calor, energia interna, temperatura, entropia, entalpia e também as leis da termodinâmica.
Leis da termodinâmica
As leis da termodinâmica são um conjunto de princípios essenciais que dirigem o comportamento das energias térmica e mecânica nos sistemas termodinâmicos, sendo as mesmas:
- Primeira Lei da Termodinâmica: chamada ainda de princípio da conservação da energia, ela determina que a energia não deverá ser criada nem destruída, somente transformada, indo de uma forma para outra;
- Segunda Lei da Termodinâmica: já essa lei discorre sobre o conceito de entropia e determina que, num sistema isolado, a entropia continuamente aumentará, em outras palavras, a energia é dispersa e estará menos organizada;
- Terceira Lei da Termodinâmica: de acordo com ela, um sistema perfeito, estando na temperatura de zero absoluto, dispõe de entropia mínima, alcançando um estado de perfeita ordenação.
Calorimetria
A calorimetria é o nome do estudo das trocas de calor entre corpos, usando o calor como um meio de realizar a medição da quantidade de energia passada durante tais trocas. A mesma é usada geralmente nos processos industriais, também na determinação de capacidades térmicas e outros tipos de aplicações práticas.
SOUSA, Priscila. (26 de Julho de 2023). Termologia - O que é, conceito e definição. Conceito.de. https://conceito.de/termologia