Colocam-se quatro cubos de gelo em um copo de 300 ml d'água e em uma jarra com 1 litro da mesma água, garantindo a mesma temperatura inicial para ambos os recipientes. Depois de certo tempo, percebe-se que os gelos derreteram totalmente só na Jarra d'água. Isto acontece por quê?
Soluções para a tarefa
Resposta:
calor, ou energia térmica, é uma forma de energia à qual somos muito sensíveis. Dessa forma, é possível realizar uma série de experiências simples envolvendo calor e temperatura (que não requeiram materiais complicados) e acessíveis à realidade das crianças. Essa unidade propõe atividades experimentais simples que podem introduzir às crianças algumas das idéias discutidas neste texto.
Todos os objetos possuem o que se chama de energia térmica. Não há forma direta de saber quanta energia térmica um objeto ou corpo possui, somente formas indiretas. Uma das formas é a temperatura, que pode indicar essa quantidade de energia se aliada à massa desse corpo (quantos gramas ou quilogramas ele possui). Ou seja, quanto mais quente e pesado for um corpo, mais energia térmica ele possui. Os corpos trocam energia de acordo com suas temperaturas: corpos mais quentes (de temperatura maior) cedem energia térmica aos de temperatura menor. Ao ganhar calor, um corpo tem sua temperatura aumentada e vice-versa.
Um cubo gelo colocado em um copo de água derrete porque ganha calor da água no copo. Essa água, ao final, fica mais fria porque perdeu calor para o gelo. Por outro lado, se o cubo de gelo for colocado em um balde cheio, o fato de derreter não causa nenhuma mudança perceptível na temperatura da água, a não ser que se repita o processo um número grande de vezes: cada cubo de gelo, ao derreter, irá retirar uma quantidade pequena da energia térmica da água que, somando-se todos esses "poucos", resultará em um efeito possível de ser sentido.
Em resumo, temperatura é uma quantidade que indica duas propriedades de um corpo: parcialmente sua quantidade de energia térmica e, no caso de esse objeto poder trocar calor com outro, se ele ganha ou perde energia durante essa troca. Um exemplo do dia-a-dia: nosso corpo possui uma temperatura média aproximada de 37 oC. Se colocamos nossa mão em uma bacia com água gelada (digamos 5 oC), nossa mão perde calor para a água e temos a sensação correspondente de frio. Por outro lado, se colocamos a mão em uma bacia de água quente (40 oC, por exemplo), nossa mão ganha calor da água e temos a sensação correspondente.
Uma certa quantidade de água quente em um copo esfria com o passar do tempo porque perde calor para o ar à sua volta. Podemos conseguir que esse processo se dê de maneira lenta se, de alguma forma, impedirmos que a água perca esse calor muito rapidamente. Isso se consegue usando recipientes feitos de materiais que são isolantes térmicos. O exemplo mais comum é o isopor, que dificulta a passagem de calor, seja para dentro do recipiente, seja para fora (o isopor pode ser usado tanto para manter um corpo quente ou frio). Por outro lado, alguns materiais facilitam a passagem de calor e são chamados condutores térmicos. Metais em geral, como o alumínio, são bons condutores de calor. Quando uma porção de água quente é posta em um copo de isopor, ela resfriará mais lentamente do que se for colocada em um copo de alumínio, pois o alumínio facilita mais a passagem de calor que o isopor