Qual é a relação entre a temperatura de um objeto é a energia cinética das moléculas desse objeto?

Licenciatura em Física (UNESP, 2010)

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Todos os materiais possuem uma enorme energia guardada em si. Por mais que observamos um objeto e ele pareça parado, em seu interior há uma constante movimentação de suas moléculas, independentemente de seu estado físico. Esta movimentação pode ser de vibração, de rotação e até de translação, no caso dos gases. Pelo seu movimento em si, cada molécula possui energia cinética e, devido ao seu movimento em relação as moléculas vizinhas, possui energia potencial.

Ainda existe a energia que se caracteriza pelo simples fato de a substância existir e ter sua massa, dada pela equação de Einstein (E = m.c²), cuja equivalência entre massa e energia são relacionadas pelo quadrado da velocidade da luz c. Há também outros tipos de energias, não especificadas aqui, que podem existir no corpo.

A energia térmica (ou energia interna) é a soma de todas as energias presentes em uma substância, seja ela cinética, potencial, pela sua massa, entre outras. Em um gás perfeito, a energia térmica é composta apenas pela energia cinética, não havendo a interação que proporciona a energia potencial (distância média das partículas é maior no gás). Assim, a energia térmica de um gás perfeito, a qual é a energia cinética de translação das moléculas, é dada pela equação:

Qual é a relação entre a temperatura de um objeto é a energia cinética das moléculas desse objeto?

Logo, concluímos:

  • A energia térmica de um gás perfeito, com um número n de mols, depende apenas de sua temperatura (Lei de Joule), pois R é a constante dos gases perfeitos.
  • A energia térmica de um gás perfeito, com um número n de mols, é diretamente proporcional a temperatura absoluta do gás.

É importante ressaltar que no processo de mudança de estado físico há variação da energia térmica, embora a temperatura permaneça constante.

Podemos ainda calcular a relação entre a temperatura do gás perfeito e a velocidade média de suas partículas. Seja a equação da energia cinética a seguir:

Qual é a relação entre a temperatura de um objeto é a energia cinética das moléculas desse objeto?

Igualando a energia cinética com a energia térmica, obtemos:

Qual é a relação entre a temperatura de um objeto é a energia cinética das moléculas desse objeto?

Qual é a relação entre a temperatura de um objeto é a energia cinética das moléculas desse objeto?

Como n = m/M, sendo m a massa total do gás e M a massa de um mol desse gás, então:

Qual é a relação entre a temperatura de um objeto é a energia cinética das moléculas desse objeto?

Qual é a relação entre a temperatura de um objeto é a energia cinética das moléculas desse objeto?

Dessa forma, observa-se que a temperatura do gás perfeito é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade média das moléculas do gás.

A energia térmica é uma função de ponto (de estado) em um sistema termodinâmico, ou seja, não depende do estado intermediário do processo, apenas do estado atual em que se encontra. Por este motivo, em um processo cíclico, a variação da energia térmica é nula. Na maior parte das vezes o interesse está em calcular a variação da energia térmica, e não a energia térmica em sí.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/fisica/energia-termica/

Temperatura e calor s�o dois conceitos bastante diferentes e que muitas pessoas acreditam se tratar da mesma coisa. No entanto, o entendimento desses dois conceitos se faz necess�rio para o estudo da termologia. Tamb�m chamada de termof�sica, a termologia � um ramo da f�sica que estuda as rela��es de troca de calor e manifesta��es de qualquer tipo de energia que � capaz de produzir aquecimento, resfriamento ou mudan�as de estado f�sico dos corpos, quando esses ganham ou cedem calor.

Os �tomos e mol�culas que constituem a mat�ria nunca est�o completamente im�veis. Mesmo que se esteja observando um material relativamente est�tico, parado. Ao contr�rio, essas part�culas est�o sempre animadas de um movimento vibrat�rio, cuja amplitude depende do estado f�sico da mat�ria.

Esse movimento vibrat�rio constitui uma forma de energia cin�tica, denominada energia t�rmica. Quanto maior � a agita��o das part�culas de um corpo, maior � a energia t�rmica desse corpo.

A manifesta��o da energia t�rmica de um corpo pode ser percebida pelos �rg�os sensoriais de nossa pele e nos d� a sensa��o de frio ou calor. Essa manifesta��o � popularmente chamada temperatura e, em f�sica, recebe o nome de estado t�rmico do corpo. Quanto maior � o grau de agita��o das part�culas de um corpo, maior � sua temperatura, ou seja, mais elevado � o seu estado t�rmico.

A energia t�rmica pode transferir-se de um corpo para outro, mas sempre se transfere do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. Para que a transfer�ncia ocorra, � preciso que exista entre os dois corpos uma diferen�a de temperatura. A energia transferida � chamada calor. Assim, a temperatura de um corpo, sua energia t�rmica e a agita��o de suas part�culas alteram-se quando esse corpo recebe ou cede calor. A transfer�ncia de calor somente termina quando os dois corpos em contato atingem a mesma temperatura, um estado denominado equil�brio t�rmico.

Ent�o:

Temperatura � a grandeza f�sica associada ao estado de movimento ou a energia cin�tica das part�culas que comp�em os corpos. A chama de uma vela pode estar numa temperatura mais alta que a �gua do lago, mas o lago tem mais energia t�rmica para ceder ao ambiente na forma de calor. No cotidiano � muito comum as pessoas medirem o grau de agita��o dessas part�culas atrav�s da sensa��o de quente ou frio que se sente ao tocar outro corpo. No entanto n�o podemos confiar na sensa��o t�rmica. Para isso existem os term�metros, que s�o graduados para medir a temperatura dos corpos.

Calor � definido como sendo energia t�rmica em tr�nsito e que flui de um corpo para outro em raz�o da diferen�a de temperatura existente entre eles, sempre do corpo mais quente para o corpo mais frio. No ver�o, um lago pode armazenar energia t�rmica durante o dia e transferi-la ao ambiente � noite na forma de calor.

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Qual é a relação entre a temperatura de um corpo é a energia cinética das moléculas que o compõem?

Sendo assim, podemos dizer que quanto maior for a temperatura de um corpo, maior será a agitação de suas moléculas (ou partículas) e, portanto, maior também será a sua energia térmica.

Qual a relação entre energia cinética é temperatura?

Temperatura e Energia Cinética A temperatura é uma medida da velocidade com que eles se movem. Mais exatamente, a temperatura é uma medida da energia cinética, Ecin=(3/2) kT, onde k=1,38 × 10-23 J/K é a constante de Boltzmann. Quanto maior a temperatura, maior é a velocidade das partículas.

Qual é a relação da temperatura com as moléculas de um corpo?

A Temperatura é uma grandeza física escalar que pode ser definida como a medida do grau de agitação das moléculas que compõem um corpo. Quanto maior a agitação molecular, maior será a temperatura do corpo e mais quente ele estará e vice-versa.

Como a temperatura influência na pressão é na energia cinética das moléculas?

Se a temperatura aumentar, a energia cinética das partículas também aumentará, e elas se movimentarão com maior velocidade, aumentando a pressão.