Transferência de calor e equilíbrio térmico

RKA4JL - Olá! Tudo bem com você? Você vai assistir agora a mais uma aula de Ciências da Natureza. Nesta aula vamos conversar sobre a transferência de calor e o equilíbrio térmico. Para começar a pensar sobre isso, vamos dizer que eu tenha duas amostras de gás hélio. Uma amostra de gás hélio está na temperatura T1 e a outra amostra de gás hélio está na temperatura T2. Se T2 for maior que T1, isso significa que, em média, as partículas de gás hélio na segunda caixa estão se movendo mais rápido do que as partículas de gás hélio na primeira caixa. Podemos dizer que as partículas na segunda caixa estão se movendo mais rápido porque, em média, o comprimento dessas setas aqui, que indicam o vetor velocidade das moléculas na caixa à direita, são maiores do que o comprimento das setas na primeira caixa. Como sabemos, para determinar a energia cinética de algo em movimento, a gente utiliza a seguinte equação: energia cinética é igual a ½ vezes m, que é a massa, vezes v, que é a velocidade, ao quadrado. Como as partículas de gás na caixa à direita estão, em média, se movendo mais rápido e têm velocidades mais altas, a energia cinética média das partículas na caixa à direita é maior do que a energia cinética média das partículas na caixa à esquerda. Como sabemos também, a energia cinética média é proporcional à temperatura. Quanto mais alta é a temperatura, maior a energia cinética média das moléculas. Para compreender isso legal, em vez de gases vamos olhar para dois blocos de metal feitos do mesmo material, considere que um dos blocos de metal está na temperatura T1 e o outro bloco de metal está na temperatura T2. Vamos dizer que a temperatura dois seja maior que a temperatura um. Isso significa que as partículas na caixa de metal à direita estão em média se movendo mais rápido do que as partículas na caixa de metal à esquerda. Isso significa que a energia cinética média das partículas na caixa à direita é maior do que a energia cinética média das partículas na caixa à esquerda. Observe também que nesse momento as duas peças de metal não estão se tocando. Existe um espaço entre elas. Agora a gente pode pegar os dois objetos e os colocar em contato um com outro. Devido a esse contato haverá colisões entre as partículas que se tocam. Isso resulta na transferência de energia do objeto mais quente para o objeto mais frio, ou seja, o calor vai fluir do objeto com temperatura mais alta para o objeto com temperatura mais baixa. Consequentemente, os átomos no objeto de metal à direita, que estava inicialmente mais quente, começam a se mover um pouco mais devagar, enquanto os átomos no metal à esquerda, que estava inicialmente mais frio, começam a se mover um pouco mais rápido. Essa transferência de energia continua acontecendo até que ambos os objetos tenham a mesma temperatura final. Quando isso acontecer, dizemos que o equilíbrio térmico foi alcançado. Aqui temos os nossos dois objetos e eles estão com a mesma temperatura final, o que significa que alcançamos o equilíbrio térmico. E uma vez que alcançamos o equilíbrio térmico, não há mais fluxo de calor entre os dois objetos e como ambos os objetos estão na mesma temperatura final, isso significa que a energia cinética média das moléculas em ambos os objetos é a mesma agora. Conseguiu compreender essas ideias direitinho? Eu espero que sim. E mais uma vez eu quero deixar para você um grande abraço e dizer que encontro você na próxima. Então, até lá!