A fotografia abaixo mostra um ferreiro forjando uma barra de aço para confeccionar um portão.
Esse processo consiste em aquecer a barra de aço em uma chama ou em um braseiro até que fique rubra, para depois golpeá-la seguidas vezes com uma marreta até adquirir o formato desejado (processo denominado forja). Quando isso acontece, o ferreiro submerge imediatamente a barra em água fria, promovendo o seu resfriamento brusco (processo denominado têmpera). Os processos de forja e têmpera não somente moldam a barra de aço, como também, de modo geral, aumentam a sua resistência a choques mecânicos e a abrasão (característica denominada dureza).
Agora que você conhece um pouco sobre o processo de forja a quente, responda:
a. A extremidade rubra da barra de aço, a cabeça da marreta e a bigorna são compostas, basicamente, de átomos de ferro. Em qual desses corpos os átomos de ferro estão, em média, mais agitados? Qual desses corpos apresenta temperatura mais alta? Explique.
b. Suponha que tanto a cabeça da marreta quanto a bigorna estejam, em determinado momento, à mesma temperatura. Qual desses corpos tem maior energia térmica? Justifique.
Soluções para a tarefa
A) Na barra. B) Os corpos tem a mesma energia térmica.
A) Observa-se, com dito no enunciado, uma cor rubra na barra de ferro, indicando uma maior temperatura da mesma, como a temperatura mede o grau de agitação dos átomos, os átomos da barra estão mais agitados.
Como dito acima, a cor rubra indica uma temperatura mais alta da barra, devido ao maior contato com o braseiro ou a chama.
B) Os corpos tem a mesma energia térmica. Quando os corpos atingem a mesma temperatura, ou o chamado equilíbrio térmico, ambos os corpos têm a mesma energia.
Veja mais sobre equilíbrio térmico:
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A). A extremidade rubra da barra de aço apresenta maior temperatura, já que estava diretamente em contato com a chama ou o braseiro. Além disso, o fato de ela estar incandescente indica que se encontra a uma temperatura próxima do ponto de fusão (derretimento). Dessa maneira, podemos afirmar que seus átomos estão mais agitados que os átomos da cabeça da marreta ou da bigorna.
B). Como os dois corpos se encontram à mesma temperatura, seus átomos apresentam, em média, o mesmo grau de agitação térmica. Sendo assim, o corpo com maior quantidade de átomos (a bigorna) apresenta maior energia térmica.
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