Objetivo
- Introduzir os conceitos de calor e temperatura, mostrando a diferença entre ambos.
Contexto
- No dia-a-dia estamos constantemente entrando em contato com objetos ou ambientes onde podemos ter a sensação de quente ou frio, percebendo diferentes temperaturas.
- E é comum usarmos as palavras calor e temperatura sem deixar claro a diferença existente entre as duas. Algumas expressões podem até apresentar as palavras com seus conceitos trocados, como no caso da expressão "como está calor hoje!" onde se usa a palavra calor para expressar a temperatura do ambiente.
- A partir disso se deduz que as sensações de quente e frio que temos também não são sensações de calor e sim de temperatura.
- Na verdade, temperatura de um objeto ou meio é a medida de o quanto estão agitados seus átomos e moléculas, enquanto que calor, ou energia térmica, é a quantidade de energia envolvida nessa agitação molecular. Para entender melhor, façamos uma analogia com duas piscinas, onde relacionamos o volume de água com calor e o nível da água nas piscinas relacionamos à temperatura.
- Duas piscinas de mesma profundidade e de tamanho diferentes podem ter o mesmo nível de água.
- Porém, obrigatoriamente, terão volumes diferentes de água.
- Podemos concluir que dois objetos com a mesma temperatura podem possuir quantidades diferentes de calor.
Idéia do experimento
- A idéia é colocarmos a mesma quantidade de gelo em 2 recipientes com quantidades diferentes de água na mesma temperatura; chamamos de A o recipiente com mais água e de B aquele com menos água.
- Após algum tempo, o recipiente B terá atingido uma temperatura menor do que a do recipiente A.
- Supondo que o gelo absorve a mesma quantidade de calor nos dois recipientes, deduz-se que a água do recipiente B perde a mesma quantidade de calor que a água do recipiente A.
- Como a quantidade de água do recipiente B é menor, tem-se ali um número menor de moléculas de água. Isto explica o fato da temperatura ser menor: individualmente, cada molécula ficou com menos calor, ou seja, ficou menos agitada.
- E isto é coerente com o conceito de temperatura: ela mede apenas o estado de agitação de cada molécula.
Tabela do material
| Item | Observações |
| 2 recipientes | Podem ser garrafas de plástico de 2 litros usadas para engarrafar refrigerante |
| 1 copo de tamanho médio | |
| Três copos de água | |
| 8 cubos de gelo | |
| Uma colher de sopa | |
| Estilete |
Montagem
- Corte duas garrafas de refrigerante em uma altura acima do meio
- Coloque um copo de água em um recipiente e dois copos de água no outro.
- Coloque quatro cubos de gelo dentro de cada recipiente.
- Espere cerca de dois minutos e retire com a colher o gelo que ainda sobrar.
- Coloque uma mão dentro de cada recipiente.
Comentários
- Se troca-se as mãos de vasilha constantemente, sente-se melhor a diferença de temperatura entre ambas.
Esquema de montagem
TMO/FCL
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