Alguma vez você já parou para observar que ao deixar uma xícara de café em cima da mesa por um tempo ele esfria? E se colocar um copo de refrigerante bem gelado e deixar por um tempo lá ele irá esquentar? Observe que o que é frio esquenta e o que é quente esfria, mas você sabe o motivo disso acontecer? O que acha de descobrir agora?
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O que é Termodinâmica?
A termodinâmica é a ciência que estuda as mudanças de temperatura. Essa palavra é de origem grega, onde Termo significa calor e dinâmica significa movimento, ou seja, a Termodinâmica estuda o movimento do calor. O calor e o frio são dois fenômenos do nosso cotidiano e é sobre esse movimento que acontece entre o calor e o frio que iremos falar agora.
Como ocorrem as trocas de calor?
As trocas de calor acontecem quando dois ou mais corpos que possuem temperaturas diferentes e são colocados em um mesmo ambiente, depois de um determinado tempo esses corpos conseguem alcançar um equilíbrio térmico. Isso acontece porque o calor é um tipo de energia que transita entre os corpos, gerando consequentemente um movimento para que se tenha um equilíbrio térmico entre eles. Esse movimento acontece porque os corpos sentem a necessidade de ceder e receber calor.
Para que seja feito um estudo mais preciso com relação as trocas de calor, ele é realizado dentro de um aparelho conhecido como calorímetro. Este aparelho é um recipiente fechado que não é capaz de trocar calor com o ambiente e com o seu interior.
Dentro do calorímetro, os corpos que são colocados começam a trocar de calor até atingirem o equilíbrio térmico. Como não há troca de calor entre os corpos e o calorímetro e nem com o meio em que eles se encontram, podemos afirmar que toda a energia térmica passa de um corpo ao outro.
A fórmula
Existe uma fórmula que representa matematicamente as trocas de calor. O princípio das trocas possui um mesmo módulo, mas este apresenta sinais contrários, ou seja, o corpo que recebe calor é positivo e o corpo que perde calor é negativo. Veja a fórmula:
QA = – QB ou QA + QB = 0
Sabendo que QA é a quantidade de calor recebida e – QB é a quantidade de calor perdido.
Exemplos
Veja agora alguns exemplos de casos onde há a troca de calor:
Quando se mistura um suco natural com uma pedra de gelo. Se você observar, o copo começará a ficar suado, isso acontece devido a troca de calor que acontece entre o suco e o gelo, que vai derretendo também por causa da temperatura ambiente.
Uma xícara de chá, ao ficar em cima de uma mesa durante um tempo passa por uma troca de calor com a temperatura ambiente, que é mais baixa que a temperatura do chá, isso faz com que o chá esfrie um pouco.
É importante saber que quando o corpo está frio as moléculas se movimentam devagar pois possuem pouca energia, se o corpo passa a ganhar mais energia, consequentemente fica quente e começa a se movimentar mais rápido.