Vida e Evolução Diversidade de Ecossistema

Vida e Evolução Diversidade de Ecossistema

BNCC Ciências: EF07CI07

O que é Ecossistema?

Pontos Principais:

·         Um ecossistema consiste de uma comunidade de organismos em conjunto com seu ambiente físico.

·         Ecossistemas podem ter diferentes tamanhos e ser marinhos, aquáticos ou terrestres. Categorias amplas de ecossistemas terrestres são chamados de biomas.

·         Nos ecossistemas, tanto a matéria quanto a energia são preservadas. A energia flui pelo sistema (geralmente da luz para o calor), enquanto a matéria é reciclada.

·         Os ecossistemas com maior biodiversidade tendem a ser mais estáveis, com maior resistência e resiliência diante de perturbações (eventos que alteram o estado natural).

Introdução

O que uma poça de maré na costa da Califórnia e a floresta tropical da Amazônia na América do Sul têm em comum? Apesar da gigantesca diferença de tamanho, ambas são exemplos de ecossistemas, ou seja, comunidades de organismos que vivem juntos, em combinação com seu ambiente físico.

Só para lembrarmos, uma comunidade é formada por todas as populações de todas as espécies que vivem juntas em uma determinada área. Ecossistema e comunidade são conceitos estreitamente relacionados – a diferença é que um ecossistema inclui o ambiente físico, enquanto uma comunidade não. Em outras palavras, uma comunidade é o componente biótico (vivo) de um ecossistema. Além desse componente biótico, o ecossistema também inclui um componente abiótico (ambiente físico).

Ecossistemas podem ser pequenos, tais como as poças de maré encontradas próximo às costas rochosas de muitos oceanos, ou muito grandes, tal como a floresta tropical amazônica na América do Sul. Isso depende basicamente do ecologista que estuda o ecossistema para definir seus limites de forma que faça sentido para suas questões de estudo.

Como são os ecossistemas?

Os ecossistemas podem variar não só em tamanho, mas eles também podem ser diferentes em cada caraterística biótica ou abiótica imaginável.

Alguns ecossistemas são marinhos, outros de água doce e outros, ainda, terrestres. Os ecossistemas marinhos são mais comuns na Terra, uma vez que os oceanos e o seres vivos que eles contêm cobrem 75% da superfície terrestre. Os ecossistemas de água doce são os mais raros, cobrindo apenas 1,8% da superfície da Terra. E os ecossistemas terrestres são aqueles que cobrem a parte restante do planeta.

Os ecossistemas terrestres podem ser agrupados em categorias amplas chamadas biomas, baseadas principalmente no clima. Alguns exemplos de biomas terrestres incluem florestas tropicais, savanas, desertos, florestas de coníferas, florestas decíduas e tundra. O mapa abaixo mostra a ampla distribuição dos biomas da Terra.

Mesmo dentro de um bioma pode haver grande diversidade. Por exemplo, o deserto de Sonora (à esquerda) e o interior da Ilha da Boa Vista (à direita) podem ser classificados como desertos, mas eles têm comunidades ecológicas muito diferentes. Um número muito maior de espécies de plantas e animais vive no deserto de Sonora.

Energia e matéria nos ecossistemas

Ecólogos de ecossistemas estão geralmente mais interessados em traçar o movimento da energia e da matéria através dos ecossistemas.

Vamos explicar com mais detalhes o movimento de energia e matéria quando estudarmos teias alimentares, as redes de organismos que se alimentam uns dos outros, e os ciclos biogeoquímicos, que são as vias percorridas pelos elementos químicos ao se movimentarem pela biosfera. Os organismos encontrados em um ecossistema tendem a ter adaptações, características benéficas resultantes da seleção natural, que os auxiliam a obter energia e matéria no contexto desse ecossistema particular.

Mas, antes de entrarmos em detalhes, vamos falar sobre os principais aspectos de como a energia e a matéria viajam pelos ecossistemas. Ambos são preservados (não são gerados nem destruídos), mas percorrem caminhos diferentes nos ecossistemas:

·         A matéria é reciclada, sendo que os mesmos átomos são reutilizados inúmeras vezes.

·         A energia flui pelo ecossistema, normalmente entrando nele na forma de luz e saindo dele na forma de calor.

A matéria é reciclada

           A matéria é reciclada nos ecossistemas da Terra (apesar de poder se mover de um ecossistema para outro, por exemplo, quando nutrientes são arrastados para um rio). Os mesmos átomos são usados repetidas vezes, montados em diferentes formas químicas e incorporados nos corpos de diferentes organismos.

  

            Como exemplo, vamos ver como os nutrientes químicos se movem em um ecossistema terrestre. Uma planta terrestre absorve dióxido de carbono da atmosfera e outros nutrientes, como nitrogênio e fósforo, do solo, para construir as moléculas que constituem suas células. Quando um animal ingere a planta, ele usa as moléculas dela para obter energia e como material de construção de suas próprias células, geralmente rearranjando átomos e moléculas em novas formas.

        Quando plantas e animais realizam a respiração celular (quebra de moléculas como combustível), o dióxido de carbono é liberado na atmosfera. Da mesma forma, quando eles excretam resíduos ou morrem, seus compostos químicos são usados como energia e material de construção por fungos e bactérias. Estes decompositores liberam moléculas simples de volta para o solo e a atmosfera, onde elas podem ser reutilizadas novamente na próxima rodada do ciclo.

Graças a esta reciclagem, os átomos que compõem seu corpo neste exato momento, têm histórias longas e únicas. Eles muito provavelmente foram parte de plantas, animais, outras pessoas e até mesmo de dinossauros.

O fluxo de energia é unidirecional (mão única)

A energia, diferente da matéria, não pode ser reciclada nos ecossistemas. Em vez disso, o fluxo de energia que percorre um ecossistema é uma via de mão única (geralmente, da luz para o calor).

Normalmente a energia entra nos ecossistemas na forma de luz solar e é capturada na forma química por fotossintetizantes, como plantas e algas. A energia passa então pelo ecossistema, mudando de forma à medida que os organismos metabolizam, produzem resíduos, alimentam-se uns dos outros e eventualmente, morrem e são decompostos.

Cada vez que a energia muda de forma, parte dela é convertida em calor. O calor também conta como energia (nenhuma energia foi destruída), mas ele geralmente não pode ser usado como uma fonte de energia pelos organismos vivos. Por fim, a energia que entrou no ecossistema como luz solar é dissipada como calor e irradiada de volta para o espaço.

Este fluxo de energia unidirecional que passa pelos ecossistemas significa que todo ecossistema precisa de um suprimento constante de energia (geralmente o Sol) para funcionar. A energia pode ser transferida entre organismos, mas não pode ser reciclada porque parte dela é perdida na forma de calor a cada transferência.

06 A 10 DE JULHO CIÊNCIAS 7º A

06 A 10 DE JULHO CIÊNCIAS 7º A

ATIVIDADE 3 – SISTEMATIZAÇÃO

Tema 1: OS COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS

Tema 2: O PLÁSTICO E SEUS IMPACTOS

Tema 3: AS INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS

Resolução das questões referentes aos textos.

Páginas: 11 a 12.

A resolução das questões em grupo no texto, discuta em família.

Tire foto da apostila e envie no email da professora.

anaveiga@professor.educacao.sp.gov.br

Professora Ana Veiga

2020

15 A 19 DE JUNHO CIÊNCIAS 7º A

SEMANA DE CORREÇÃO, LEITURA E INTERPRETAÇÃO.

Matéria e energia

Apostila: SP FAZ ESCOLA_vol.2 parte 2.

Leitura dos textos:

As máquinas térmicas ao longo do tempo.

Máquinas térmicas e mundo moderno.

Impactos do uso do petróleo e seus derivados

Desenvolvimento tecnológico: quarta

Revolução industrial

Resolução das questões referentes aos textos.

Páginas: 06 a 9.

A resolução das questões em grupo no texto, discuta em família.

Tire foto da apostila e envie no email da professora.

anaveiga@professor.educacao.sp.gov.br

Professora Ana Veiga

2020

Revisão Mpaquina simples_SEMANA 26 A 29/05/20

ATIVIDADE PRÁTICA MÁQUINA SIMPLES

SEMANA  26 A 29/05/20


HABILIDADES
EF07CI01
EF07CI06
EF07CI11


TEXTO:

    Uma máquina é considerada simples quando é constituída de uma só peça.

Em toda máquina simples estão associados três elementos:

1.FORÇA POTENTE ou POTÊNCIA (P) -Toda força capaz de produzir ou de acelerar o movimento. Produz trabalho motor.

2.    FORÇA RESISTENTE ou RESISTÊNCIA (R) - É toda força capaz de se opor ao movimento. Produz trabalho resistente.

3.    Um elemento de ligação entre potência e resistência, que pode ser um ponto fixo, um eixo ou um plano.

E deste terceiro elemento que surge então os três tipos principais de máquinas simples:

A.     ALAVANCA

B.     ROLDANA

C.     PLANO INCLINADO

ATIVIDADE PRÁTICA

1-Crie um modelo de maquina simples utilizando um dos três elementos acima ou os três:


Utilizem a criatividade!!!!

Tirar fotos ou filmar e enviar para o email: anaveiga@professor.educacao.sp.gov.br

TERMODINÂMICA Semana 11 a 15 de Maio (continuaçã

ATIVIDADE TERMODINÂMICA

Semana 11 a 15 de Maio (continuação)

(Esta atividade se encontra no drive da escola)

Acesse os link´s abaixo e responda as Atividades:

1-         encurtador.com.br/DLS02

2-         encurtador.com.br/jpuH5

3-         encurtador.com.br/AFHS0

MÁQUINAS SIMPLES-SEMANA 18 A 22/05/20

HABILIDADES
EF07CI01
EF07CI06
EF07CI11

SEMANA  18 A 22/05/20

...REVISÃO

1 Há vários tipos de máquinas 
   Ao realizar o experimento acima, você construiu uma máquina e irá entender isso melhor ao longo deste capítulo. Máquinas são invenções que auxiliam na realização de tarefas. Elas tornam o trabalho mais fácil de executar, porque são projetadas para transmitir forças, modificando sua intensidade, sua direção de atuação e/ou o local em que são aplicadas. Algumas máquinas são pequenas e simples, como, por exemplo, um pé de cabra, usado para abrir caixotes e retirar pregos da madeira. Outras são grandes e complexas, como um automóvel ou um robô industrial.

2 O que são máquinas simples? 
   As máquinas, mesmo as mais complicadas, se fundamentam em princípios básicos conhecidos com o nome de máquinas simples. São elas: roda-eixo, alavanca, polia, engrenagem, plano inclinado, cunha e parafuso. Vamos, agora, aprender um pouco sobre cada uma delas

Roda-eixo 

   Para transportar um caixote pesado, empurrando-o de um lugar para outro, você terá de aplicar uma força a ele. É claro que, se esse caixote estiver sobre um carrinho equipado com rodas que giram ao redor de eixos, a tarefa será muito mais fácil (veja as figuras abaixo). O uso de rodas e eixos facilita a realização da tarefa de deslocar objetos. O conjunto roda-eixo é uma máquina simples. Muitas máquinas complexas, como automóveis, motocicletas e trens, apresentam o conjunto roda-eixo em sua composição

Alavanca 

   Será que alguém conseguiria deslocar uma pedra com massa de 100 quilogramas? Certamente essa
não é uma tarefa fácil se a pessoa não fizer uso de algum recurso. O uso de uma alavanca nos ajuda a fazer isso. Ela pode ser construída com uma haste resistente e um ponto de apoio (denominado fulcro), como aparece na figura ao lado. Com uma haste suficientemente resistente e comprida, e também com um ponto de apoio, uma pessoa pode deslocar a pedra pesada. A alavanca mostrada no desenho permite amplificar — isto é, aumentar — a força que uma pessoa aplica nela. Além disso, o sentido da força é modificado. Nesse exemplo, a pessoa aplica uma força dirigida para baixo e a outra extremidade da alavanca aplica, sobre a pedra, uma força dirigida para cima. As alavancas fazem parte do cotidiano. Quando alguém usa um pé de cabra para remover um prego da madeira, por exemplo, está usando uma alavanca. As gangorras e as balanças de dois pratos também são exemplos de alavanca.
   Na verdade, existem três tipos diferentes de alavancas, conforme mostram os desenhos a seguir. Todas elas estão presentes em nosso dia a dia.

Polia ou roldana

   Imagine que um operário de construção tenha de levar um objeto de 20 quilogramas do chão até o terceiro andar. Um modo de realizar a tarefa é subir pelas escadas carregando o objeto. Ele também pode suspender o objeto usando apenas uma corda ou empregando uma corda que passe por uma polia fixa, também chamada roldana fixa. Compare os desenhos ao lado. A denominação “fixa” é porque a polia não está presa ao objeto que será movimentado, mas sim a uma superfície, como o teto, por exemplo. A polia é livre para girar. Em ambos os casos, a força que o indivíduo tem de aplicar na corda é a mesma. Só que, num dos casos, ele deve puxar a corda para cima e, no outro, para baixo. O uso da polia, uma máquina simples, permite mudar a direção de aplicação da força. Optando pelo uso de polias móveis, que se movimentam à medida que a corda é puxada, o esforço fica menor. Veja os fatos mostrados nos desenhos do alto da próxima página.

 

 Quanto maior o número de polias móveis, menor o esforço necessário para erguer um mesmo objeto. Cada polia móvel reduz à metade a força potente (esforço) necessária. Verifica-se que, quanto maior o número de polias móveis, menor deve ser a força aplicada à corda para suspender um mesmo objeto. De fato, constata-se que, para cada polia móvel empregada, a força que deve ser aplicada fica reduzida à metade! O uso de polias permite, portanto, além de mudar a direção de aplicação de uma força, amplificar essa força. Isso torna mais fácil realizar o trabalho de levantar objetos pesados. Agora você consegue explicar o resultado do experimento de abertura do capítulo? Ao realizá-lo, você deve ter percebido como as duas pessoas que estão segurando os cabos de vassoura não conseguem impedir que eles se aproximem. A corda enrolada neles é como a corda enrolada em polias móveis: permite amplificar a força de quem está puxando a corda





Engrenagem
 
 

As engrenagens são rodas com dentes ao redor. Esses dentes se encaixam em dentes semelhantes de uma ou mais engrenagens vizinhas. Um exemplo de duas engrenagens aparece no desenho na lateral desta página. Quando giramos uma delas, a outra gira também. Assim, o conjunto de duas engrenagens permite que o movimento de uma delas seja transferido para a outra. Você já observou uma máquina manual de moer carne ou de fazer macarrão, ou ainda de espremer cana-de-açúcar?       Nelas existe uma manivela que a pessoa pode girar, e esse movimento de giro é transmitido, por engrenagens, aos componentes, que espremem a carne, o macarrão ou a cana-de-açúcar. Em algumas máquinas mais complexas, motores elétricos são usados para fazer girar engrenagens que transmitem movimento para abrir e fechar portões, subir ou descer elevadores etc. Adaptações das engrenagens são as rodas com correias de borracha e as rodas dentadas com correntes de metal (veja as figuras no alto da próxima página). Essas provavelmente você conhece, não é mesmo? Elas são usadas nas bicicletas!

Plano inclinado 

   Um funcionário de companhia de transportes tem de colocar algumas caixas pesadas dentro do caminhão. Se, em vez de carregar as caixas, ele as empurrar por um plano inclinado, a tarefa será facilitada (veja a figura ao lado). Por ser muito simples, a maioria das pessoas não reconhece o plano inclinado como uma máquina. Acontece que ele facilita a execução de certos trabalhos e, por isso, obedece à definição de máquina. Quanto menos inclinado for o plano, mais suave é a realização da tarefa de transportar um objeto até o ponto mais alto. Essa ideia é usada na construção de algumas rodovias em locais montanhosos. Em vez de construir uma estrada curta e muito inclinada, prefere- -se uma estrada mais longa e cheia de zigue-zagues, porém menos inclinada, o que suaviza a subida

Cunha

A cunha é uma máquina simples, que torna mais fácil a tarefa de cortar ao meio, por exemplo, um pedaço de madeira, como mostra a figura ao lado. Ela é uma espécie de adaptação do plano inclinado, que permite mudar a direção de uma força. A marreta aplica sobre a cunha uma força direcionada para baixo, e a cunha, por sua vez, transmite à madeira uma força direcionada para os lados. A aplicação mais importante das cunhas está nos instrumentos para cortar, como o machado, o formão e a talhadeira. Que relação você vê entre a cunha e o resultado do experimento feito com o lápis e o papelão?



Parafuso 
Ao fazer o experimento com a unha e o parafuso, você pôde perceber que ele é como um plano inclinado enrolado. O parafuso, assim como a cunha, é uma espécie de adaptação do plano inclinado. Ele é classificado como uma máquina simples porque permite modificar a direção de atuação de uma força, tornando mais fácil a realização da tarefa de atarraxá-lo numa superfície. Ao usarmos uma chave de fenda, a força que aplicamos para fazer girar um parafuso acaba sendo, em parte, usada para fazê-lo penetrar no material.

ATIVIDADES

 1. Que tipo de máquina simples está envolvido no funcionamento de um abridor de garrafas? 

2. Ao usarmos uma chave de fenda para abrir uma lata de tinta, estamos empregando qual máquina simples?

3. Qual é o tipo de máquina simples que está envolvido no funcionamento de um saca-rolhas? 

4. Que tipos de máquinas simples estão envolvidos no funcionamento de uma tesoura? 

5. Que máquina simples é utilizada para se arriar ou hastear uma bandeira? 

6. Explique por que é mais difícil abrir uma lata de refrigerante quando aquela “argolinha” está quebrada.

Responder no caderno tirar fotos e enviar para o email: anaveiga@professor.educacao.sp.gov.br

Referencia:
Canto, Eduardo Leite do Ciências naturais : aprendendo com o cotidiano : manual do professor / Eduardo Leite do Canto, Laura Celloto Canto. — 6. ed. — São Paulo : Moderna, 2018

BRASIL. Diretrizes Curriculares Nacionais Gerais da Educação Básica. Brasília, DF: MEC, SEB, DICEI, 2013b. Disponível em: <http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=15548-d-c-n-educacao-basica-nova-pdf&Itemid=30192>. Acesso em: 14 set. 2018

Termodinâmica cotidiana_SEMANA 04 A 08/05

Termodinâmica cotidiana

SEMANA 04 A 08/05

Conteúdos

Temperatura.

Calor.

Sensação térmica.

Propagação do calor.

Processos de separação de misturas.

Máquinas simples. (Estudamos em sala)

Avanços tecnológicos e suas consequências.

Equilíbrio termodinâmico.

Máquinas térmicas e seus combustíveis.

Avanços tecnológicos e suas consequências.

Entendendo o calor

          Temperatura refere-se ao grau de agitação das partículas presentes em um corpo, sendo que corpos com maior grau de agitação possuem maior temperatura. Calor é a energia em transferência espontânea de um corpo de maior temperatura para outro corpo de menor temperatura. Portanto, é cientificamente incorreto dizer “estou com calor”, uma vez que o calor não está associado à posse (o correto seria “sinto calor). A sensação térmica, por sua vez, está associada à sensação de calor ou de frio maior do que a registrada em um termômetro (medidor de temperatura). O vento, por exemplo, interfere em nossa sensação térmica. Dias quentes com muito vento podem parecer não tão quentes, enquanto dias frios com muito vento podem parecer mais frios.

         Propagação de calor está associada ao próprio conceito do calor, discutido na aula 1. Material isolante é um material que dificulta a propagação do calor e tende a estabilizar a temperatura, sendo exemplos a cortiça, o isopor, a madeira, o ar, a cerâmica, e o vidro, entre outros. Materiais condutores, por sua vez, são aqueles que facilitam a propagação do calor e, consequentemente, tendem a alterar a temperatura, por exemplo, os metais de um modo geral.

Tecnologia e o impacto das máquinas

Máquinas simples são pequenos objetos ou instrumentos que facilitam a execução de diferentes afazeres do dia a dia. Podemos separar as máquinas simples em tipos:

Alavanca – haste resistente e ponto de apoio (tesoura, martelo ao retirar prego, abridor de garrafa).

Plano inclinado – superfícies planas com ângulo agudo entre si (ruas inclinadas, rampas, machados, parafusos, cunhas em geral).

Roldana ou polia – mudam a direção da força aplicada.

Roda com eixo – movimentação facilitada.

Equilibrando a vida

Equilíbrio térmico – momento em que as temperaturas de dois corpos se tornam iguais.

Equilíbrio mecânico – momento em que um corpo se encontra sem movimento.

Equilíbrio químico – momento em que não há transformações químicas acontecendo.

Equilíbrio termodinâmico – momento em que um corpo se encontra, simultaneamente, em equilíbrio térmico, mecânico e químico.

          As máquinas térmicas transformam energia térmica em energia mecânica, ou, de modo simplificado, calor em movimento. A locomotiva a vapor, por exemplo, utiliza a queima do carvão para aquecer um reservatório de água. O vapor gerado nesse reservatório é utilizado para mover cilindros que movimentam a locomotiva. Nesse cenário, o carvão é considerado um combustível. De modo simplificado, um combustível pode ser definido como um material que, após passar por transformações químicas, libera calor.

•  Locomotiva a vapor – século XIX – carvão.

•  Veículos modernos (motor de combustão interna) – séculos XX/XXI – gasolina, álcool, diesel, gás natural, querosene etc. Observação: caso julgue interessante, separar por tipo de veículo (avião, carros, caminhões, navios etc.).

• Geladeira – século XIX – energia elétrica ou gerador.

•  Usina nuclear – século XX – material radioativo.

Pense sobre o assunto:

Qual é o avanço tecnológico que essa máquina pode ter proporcionado?

Qual impacto ela teve economicamente? Gerou ou diminuiu oportunidades de trabalho?

Quais são os impactos socioambientais relacionados ao uso e à produção dessas máquinas e seus combustíveis?

Calor, temperatura e sensação térmica

Principais pontos

·        Escala Celsius

·        Escala Fahrenheit

·        Escala Kelvin

·        Conversão de escala

Introdução

   Existem muitas grandezas físicas e químicas que dependem da temperatura, por exemplo, as dimensões de materiais, a capacidade de conduzir corrente elétrica, a mudança de cor de uma substância com a temperatura, entre outras.

Podemos, então, construir uma enorme variedade de termômetros, dependendo da relação que escolhermos usar.

Neste artigo vamos abordar os termômetros comuns, baseados na variação do volume de líquidos, normalmente mercúrio ou álcool.

Escalas termométricas

  Os termômetros comuns indicam a temperatura pela altura de líquido interno em relação a uma escala pré-definida e bem calibrada.

  A calibração se dá a partir de pontos de referência, normalmente o ponto de fusão (congelamento) e o ponto de ebulição da água, respectivamente 0°C e 100°C.

  As três escalas mais usadas para a temperatura são o grau Celsius (°C), grau Fahrenheit (°F) e Kelvin (assim mesmo, sem o grau como as outras duas escalas).

Figura 1: Comparação entre as escalas Kelvin, ° Celsius e ° Fahrenheit. Crédito: imagem modificada da imagem Air Conditioner With Thermometer Vectors. Disponível em https://www.vecteezy.com/vector-art/97446-air-conditioner-with-thermometer-vectors. Acesso em 18/09/18.

   Em 1714, o físico Daniel Fahrenheit aperfeiçoou os termômetros a álcool que existiam na época e construiu o primeiro termômetro a mercúrio.

Ele escolheu como ponto inferior a temperatura de uma mistura de gelo, água e sal no limite do congelamento. Para o ponto superior, escolheu a temperatura de um homem sadio.

   Fahrenheit atribuiu o valor de 96°F para a temperatura do homem sadio e estabeleceu que o gelo puro se funde a 32°F. Assim nascia a escala Fahrenheit.       Ela é usada atualmente nos países de língua inglesa, como os Estados Unidos e a Inglaterra.

   Em 1742, o astrônomo Anders Celsius sugeriu que se usasse o zero como ponto de fusão do gelo e 100 como ponto de ebulição da água. Celsius dividiu a escala em 100 partes iguais e chamou cada parte de "grau". Assim nasceu a escala Celsius, que atualmente é adotada na maioria dos países, inclusive no Brasil.

   O físico William Tomson (conhecido como Lord Kelvin) redefiniu a escala           Celsius durante seus estudos do comportamento dos gases.

   Considerando que a temperatura representa a energia média de movimento dos átomos e/ou moléculas que compõem um corpo, não fazia sentido existirem temperaturas negativas, visto que não existe energia de movimento negativa.

   Assim, Kelvin criou a escala que mede a temperatura absoluta. Na escala Kelvin não existem temperaturas negativas, sendo o zero absoluto a menor temperatura possível. Ele é atingido apenas quando todos os movimentos moleculares cessam; o que é impossível de acontecer atualmente, mesmo com toda a tecnologia presente.

   A escala Kelvin é usada pela comunidade científica, e faz parte do Sistema           Internacional de Unidades, que a define como a escala de temperatura absoluta.

  Na tabela abaixo é possível comparar os valores dos pontos de fusão e de ebulição da água nas três escalas.

Escala	Ponto de fusão	Ponto de ebulição
Celsius	0°	100°
Fahrenheit	32°	212°
Kelvin	273	373

Tabela 1: Pontos de fusão e de ebulição da água em diferentes escalas termométricas.

Conversão de escala

  Podemos converter facilmente a temperatura de uma escala para outra. Para tanto basta aplicarmos as regras de proporcionalidade de segmentos. Veja o exemplo a seguir:

  Converta 20°C para °F.

 O primeiro passo é colocar o esquema dos dois termômetros lado a lado, mostrando os valores dos pontos de fusão e de ebulição da água em cada um, além da temperatura que se quer converter. Veja a Figura 2:

Figura 2: Termômetros Celsius e Fahrenheit lado a lado para conversão de temperatura. Crédito: imagem construída por Ana Lúcia C. F. Souto a partir da imagem de Walta, CC-BY-AS-3,0. Disponível https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thermometer_B.jpg . Acesso em 18/09/18.

  

  Após isso basta construir as relações dos segmentos proporcionais. Mostramos no Figura 3 os segmentos que serão considerados em laranja e em azul.

Figura 3: Termômetros Celsius e Fahrenheit lado a lado para conversão de temperatura, mostrando os segmentos que serão considerados. Crédito: imagem construída por Ana Lúcia C. F. Souto a partir da imagem de Walta, CC-BY-AS-3,0. Disponível em https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thermometer_B.jpg . Acesso em 18/09/18.

  Podemos montar o esquema matemático considerando que a relação entre os segmentos mostrados em laranja é igual à relação entre os segmentos em azul, ou seja:

\dfrac{20-0}{x-32}x−3220−0​start fraction, 20, minus, 0, divided by, x, minus, 32, end fraction = \dfrac{100 - 0}{212 - 32}212−32100−0​start fraction, 100, minus, 0, divided by, 212, minus, 32, end fraction

Então:

\dfrac{20}{x-32}x−3220​start fraction, 20, divided by, x, minus, 32, end fraction = \dfrac{100}{180}180100​start fraction, 100, divided by, 180, end fraction

20 . 180 = 100 . (x – 32)

3600 = 100 x – 3200

100 x – 3200 = 3600

100 x = 3600 + 3200

100 x = 6800

x = \dfrac{6800}{100}1006800​start fraction, 6800, divided by, 100, end fraction

x = 68

Assim temos que 20°C equivalem a 68°F.

  Podemos converter temperaturas entre as três escalas repetindo esse procedimento.

Principais pontos

·        Temperatura

·        Calor

·        Equilíbrio térmico

Introdução

  Historicamente, o conceito de calor foi um dos mais difíceis de serem construídos. Os primeiros pensadores associavam o calor ao fogo e à suas manifestações, atribuindo sempre enorme valor ao mesmo.

  Heráclito de Éfeso (535 - 470 a.C.) considerava o fogo como o elemento responsável pelas transformações no universo. Empédocles (492 - 432 a.C.) elaborou um esquema explicativo com base nos chamados quatro elementos primordiais (água, ar, terra e fogo), relacionando o conceito de calor ao fogo.

  Para Aristóteles (384 - 322 a.C.) o frio e o quente eram propriedades fundamentais dos corpos, assim como o leve e o pesado.

  A associação do calor ao movimento das partículas que compõem um corpo foi feita inicialmente por Platão (427 - 347 a.C.). Ele acreditava que o calor do fogo fazia com que as partículas entrassem em movimento e se separassem, provocando a dilatação do corpo. Ao retirar o corpo do fogo, Platão acreditava que ocorria o efeito inverso - as partículas paravam de se mover e eram comprimidas fazendo com que o tamanho do corpo diminuísse.

  Hoje sabemos que o calor existe apenas quando existe diferença de temperatura entre dois sistemas colocados em contato térmico. Cabe ressaltar que o contato térmico não exige necessariamente contato físico, visto que o calor se propaga pelos processos de convecção, condução e irradiação.

Figura 1: Mapa de temperaturas médias da Terra feito por observações de satélites no mês de abril de 2013. Pode-se perceber que os pólos Norte e Sul são mais frios do que a região tropical. Essa diferença de temperatura na Terra é responsável pelos ventos e furacões, que nada mais é do que a troca de calor por convecção. Crédito: NASA, domínio público. Disponível em https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Global_surface_brightness_temperature._April_2013.png. Acesso em 18/09/18.

   A irradiação, diferentemente da condução e convecção, não exige contato físico. É por este processo que a Terra é aquecida pelo Sol – o calor que a Terra recebe do Sol se dá pela diferença de temperatura dos mesmos.

Temperatura

  O conceito de temperatura como o quão quente ou frio está um corpo não é confiável, pois as sensações térmicas além de serem subjetivas, dependem do tipo de material que tocamos.

  Por exemplo, podemos guardar um pedaço de madeira e outro de metal no congelador por dias. Ambos estarão na mesma temperatura, a dada pelo congelador, lógico! Porém, ao retirarmos ambos os objetos, teremos a sensação de que a madeira estará mais quente do que o metal. Isso tem relação com a capacidade dos materiais de trocar calor com corpos mais quentes ou mais frios do que eles.

  A sensação de calor ou frio é comparativa. Experimente colocar uma mão na água quente e a outra na água com gelo. Após alguns instantes, coloque as duas mãos em uma bacia contendo água à temperatura ambiente. A sua mão que estava na água quente, sentirá que a água da bacia está fria. Já a sua mão que estava na água com gelo, sentirá a água da bacia quente.

  Como podemos então definir o conceito de temperatura?

  O físico William Tomson (conhecido como Lord Kelvin, 1824 - 1907) durante seus estudos do comportamento dos gases, estabeleceu que a temperatura de um corpo representa a energia média de movimento dos átomos e/ou moléculas que o constituem.

  Kelvin fez uma adequação da teoria de Platão, associando o não movimento ou repouso das partículas de um corpo ao zero na escala Kelvin de medição de temperaturas – o zero absoluto. Esse valor é inatingível, o que significa que os átomos e/ou moléculas estão sempre em movimento, por mais lento que ele seja.

  O aumento da movimentação das partículas (átomos e/ou moléculas) de um corpo está diretamente associado ao aumento da temperatura do mesmo. E vice-versa.

  A temperatura é definida então como a medida da energia de movimento dos átomos e/ou moléculas que compõem um corpo, seja ele um sólido, líquido ou gás.

Calor

  Conforme falado, o calor é a energia térmica transferida entre dois sistemas ou corpos (sejam eles gases, líquidos ou sólidos) devido a uma diferença de temperatura existente entre eles.

  O calor é espontaneamente transferido do corpo que possui temperatura mais alta para o que possui temperatura mais baixa. Ou seja, ocorre transferência de calor entre partículas mais energéticas (que se movimentam mais rápido) para as menos energéticas.

  Assim, quando pegamos uma xícara com café quente a energia é transferida da xícara para nossa mão e, quando pegamos um copo de água com gelo, a energia é transferida da nossa mão para o copo. Ou seja, quando dois corpos estão em contato térmico, a transferência de energia ocorre sempre do mais quente para o mais frio.

  Só faz sentido falar em calor enquanto os corpos possuírem temperaturas diferentes entre si. Uma vez que os corpos estiverem na mesma temperatura deixa de ocorrer o fluxo de energia, ou seja, deixa de existir calor. Nessa condição dizemos que os corpos atingiram o equilíbrio térmico.

Figura 2: Esquema da troca de calor entre dois corpos com temperaturas diferentes. Crédito: Yuri ygc, domínio público. Disponível em https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fluxo_de_calor_correto.jpg. Acesso em 18/09/18.

    Vamos voltar agora ao exemplo do pedaço de madeira e de metal guardados no congelador. Se ambos estão na mesma temperatura por que ao pegá-los temos a sensação de que a madeira está mais quente e o metal mais frio?

   Porque a capacidade do metal de receber calor da sua mão é maior do que a capacidade da madeira. Como o metal “rouba” o calor da sua mão mais rapidamente, você tem a sensação que ele está mais gelado. Na verdade quando você pega o metal a sua mão esfria mais rápido por ter cedido mais calor ao metal do que à madeira no mesmo intervalo de tempo.

   O mesmo acontece quando aquecemos a mesma quantidade de duas substâncias diferentes, por exemplo, de água e de ferro. O ferro terá sua temperatura aumentada em muito pouco tempo, enquanto que a água precisará de mais tempo para alcançar a mesma temperatura alcançada pelo ferro.

   É fácil perceber que as substâncias têm capacidades diferentes de trocar calor.      Foram definidos dois conceitos físicos para categorizar essas diferenças, a capacidade térmica e o calor específico.

  A quantidade de calor necessária para variar a temperatura de certa quantidade de substância é chamada de Capacidade Térmica. Já a quantidade de calor necessária para elevar em 1oC, 1g da substância é denominada Calor Específico.

  Quanto menor o calor específico de uma substância, mais facilmente ela sofre variações em sua temperatura.

  Na tabela abaixo damos o calor específico de algumas substâncias, a título de comparação. Observe que os valores dos calores específicos condizem com as explicações para o encontrado no experimento da madeira e metal guardados no congelador.

Substância	Calor específico (J/kg⋅°C)
Cobre	387
Vidro	840
Madeira	1700
Água (a 15°C)	4186

Equilíbrio térmico

  O equilíbrio térmico de um sistema é atingido quando todos seus constituintes atingem o mesmo valor de temperatura e não existe troca de calor entre eles.

  Esse princípio é a base do funcionamento de todos os termômetros. Você já reparou que para medir a temperatura de uma pessoa coloca-se o termômetro e espera-se um tempo? Esse tempo é necessário para que o equilíbrio térmico entre seu corpo e o termômetro seja atingido, de modo que a temperatura que ele mostra seja igual à da pessoa.

  Isso vale para a medição da temperatura de qualquer substância (sólido, líquido ou gás) com qualquer tipo de termômetro; é preciso esperar que o sistema entre em equilíbrio térmico antes de fazer a leitura da temperatura.

Figura 3: Esquema mostrando o equilíbrio térmico entre dois corpos. Crédito: Yuri ygc, domínio público. Disponível em https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fluxo_de_calor.jpg. Acesso em 18/09/18.

              

ATIVIDADE TESTE

Calor, temperatura e sensação térmica

  Considere os dois sistemas abaixo com T1 sendo a temperatura do sistema 1 e T2 a temperatura do sistema 2.

Se T1 \ne​=does not equal T2, existe troca de calor entre ambos (representado no esquema pela flecha).

Abaixo damos os valores das temperaturas T1 e T2 de três sistemas diferentes.

Coloque-os em ordem crescente de calor trocado.

      

RESOLUÇÃO TESTE

Máquinas Térmicas:

https://cienciasrubens7ano.blogspot.com/2020/04/professora-ana-veiga.html

Referências

https://cnx.org/contents/Ax2o07Ul@13,12:YFt95DxR@5/Introduction-to-Temperature-Kinetic-Theory-and-the-Gas-Laws. Acesso em 18/09/18.

http://www.if.ufrgs.br/cref/leila/escala.htm. Acesso em 18/09/18.

https://cnx.org/contents/Ax2o07Ul@13,12:YFt95DxR@5/Introduction-to-Temperature-Kinetic-Theory-and-the-Gas-Laws. Acesso em 18/09/18.

http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/arquivos/File/2010/artigos_teses/fisica/artigos/discussao_conceitual.pdf. Acesso em 18/09/18.

http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=206&Itemid=371. Acesso em 18/09/18.

http://www.if.ufrgs.br/cref/leila/calor.htm. Acesso em 18/09/18.

https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/301839/mod_resource/content/1/FisII_2015_Temperatura_Lucy_IO.pdf. Acesso em 18/09/18.