O zero absoluto é a menor temperatura teórica à qual um corpo pode chegar. Trata-se do limite inferior da agitação térmica e correspondente a um estado físico em que toda a energia cinética e potencial de um sistema é igual a zero. De acordo com a terceira lei da Termodinâmica, se algum sistema atinge a temperatura do zero absoluto, sua entropia torna-se nula. Show Veja também: 7 perguntas que a Física ainda não respondeu DefiniçãoNa escala termodinâmica de temperatura, graduada em kelvins, o zero absoluto equivale a 0 K, -273,15 ºC, ou, ainda, -459,67 ºF. Teoricamente, se algum sistema termodinâmico encontra-se nessa temperatura, todas as suas moléculas, átomos e elétrons estão em perfeito estado de repouso, sem qualquer energia cinética ou qualquer tipo de interação entre seus constituintes. No entanto, quando a matéria encontra-se em temperaturas próximas do zero absoluto, as leis da Física mudam de comportamento. Em níveis tão baixos de energia, os efeitos quânticos passam a influenciar a dinâmica dos átomos e moléculas.  A consequência do surgimento de efeitos quânticos é que todo o determinismo e a possibilidade de medidas acuradas (que são comuns na Física clássica) deixam de fazer sentido, graças a uma propriedade quântica chamada de princípio da incerteza de Heisenberg. De maneira bastante simplista, o princípio de Heisenberg é uma imposição da natureza que nos impede de conhecermos, com total precisão, qualquer grandeza física relacionada a sistemas quânticos. Em outras palavras, graças a esse princípio, não é possível determinar com máxima precisão a posição de um átomo, pois, para isso, esse deveria estar perfeitamente estático, e isso não é permitido pelas propriedades da física quântica. Por que não é possível alcançar o zero absoluto?A impossibilidade do zero absoluto é explicada pela terceira lei da Termodinâmica. Essa lei, também conhecida como teorema ou postulado de Nernst, afirma que é impossível, por um número finito de transformações, que a entropia de um sistema torne-se nula. Veja também: Conheça curiosidades sobre os raios que te deixarão de cabelo em pé O que aconteceria no zero absoluto?Apesar de não ser possível atingir o zero absoluto, ao chegarmos a apenas alguns graus além dessa temperatura, alguns efeitos interessantes surgem: os átomos ficam muito próximos uns aos outros, mesmo os gases, como hidrogênio e hélio, tornam-se sólidos. Nessa temperatura, algumas substâncias apresentam propriedades supercondutoras, como as ligas de nióbio e titânio. Alguns físicos teóricos também acreditam que, caso um corpo atingisse a temperatura do zero absoluto, sua massa deixaria de existir. O motivo desse comportamento está na energia de repouso, um conceito criado pelo físico alemão Albert Einstein. De acordo com a relação de Einstein entre massa e energia de repouso, um corpo sem qualquer energia não pode ter massa. Veja também: Descobertas da Física que ocorreram por acidente Como alcançar o zero absoluto?Existem diversas técnicas utilizadas pelos cientistas para que temperaturas próximas do zero absoluto sejam criadas artificialmente. Uma das maneiras mais usadas pelos cientistas para atingir 0 K é o resfriamento a laser. O processo funciona assim: um fóton é emitido em direção a um átomo, esse fóton é absorvido e, em sequência, reemitido no sentido oposto. Entretanto, os fótons reemitidos apresentam energias um pouco maiores que os fótons incidentes, a diferença de energia é extraída do movimento do próprio átomo, que tem sua oscilação reduzida até que fique quase completamente parado. Veja também: Saiba tudo sobre Termologia A impossibilidade do zero absolutoO zero absoluto é inatingível, isto é, nunca mediremos nada nessa temperatura. Essa impossibilidade tem origem nas leis da Termodinâmica e também nas propriedades da Física quântica. O princípio da incerteza, por exemplo, garante que a energia de um sistema quântico nunca seja nula. Uma outra maneira de entendermos a impossibilidade do zero absoluto diz respeito ao processo de medição de temperatura. Quando precisamos medir a temperatura de um corpo ou sistema, usamos um termômetro. No entanto, se colocarmos um termômetro para medir a temperatura de algum corpo, supostamente à temperatura de 0 K, esse instrumento trocará calor com o corpo, que terá sua temperatura aumentada, mesmo que em níveis microscópicos. Por Me. Rafael Helerbrock outros meios de comunicação. Após a leitura, é interessante explorar a tabela, que relaciona as medidas de temperatura, de velo- cidade do vento e de sensação térmica. Essa atividade pode ser ampliada nas aulas de Ciências. Atividades 3 e 4 Estas atividades abordam o conceito de variação de medidas de temperatura. Verifique as estratégias que os alunos utilizam para resolvê-las e peça que compartilhem os registros que fize- rem. Eles também podem fazer o registro em uma escala como a de um termômetro e indicar nela as variações. Oriente-os a repre- sentar numericamente essa ação de deslocamento: 0 2 5 5 25 e 21 1 7 5 16. 13Números inteiros e sequências • CAPÍTULO 1 2 No caderno, escreva cada medida de tempera- tura, em °C. a) 3 graus Celsius abaixo de zero. b) 10 graus Celsius acima de zero. 3 Se uma medida de temperatura de 0 °C baixar 5 graus Celsius, então qual será a nova medida de temperatura? 4 Se uma medida de temperatura de 21 °C subir 7 graus Celsius, então qual será a nova medida de temperatura? 5 Indique no caderno os números correspondentes às medidas de temperatura A, B, C e D neste ter- mômetro. 23 22 21 11 12 13 140 D B C A 24 6 Quais destes termômetros estão indicando medi- das de temperatura negativas? a) b) c) d) 7 Em uma cidade europeia, foi registrada a medida de temperatura ao meio-dia durante os 8 primei- ros dias de janeiro de determinado ano. Veja os registros no gráfico a seguir, que relaciona cada dia à medida de temperatura correspondente. Gráfico elaborado para fins didáticos. 3 4 5 2 1 0 21 22 23 24 Medida de temperatura (em °C) Dia 7 81 3 4 5 62 Medidas de temperatura nos 8 primeiros dias de janeiro a) Faça no caderno uma tabela que corresponda a esse gráfico. b) Qual foi a maior medida de temperatura regis- trada nesses dias? Em qual dia ela ocorreu? c) Qual foi a menor medida de temperatura? Em qual dia ela ocorreu? d) Em qual dia a medida de temperatura registra- da foi de 0 °C? e) Qual foi a medida de temperatura registrada no dia 2? Você sabia? Sensação térmica: você já ouviu falar nisso? Sensação térmica é um fenômeno que resulta da percepção do vento com a temperatura. Considere, por exemplo, que os termômetros meteorológicos estejam registrando uma medi- da de temperatura t de 10 °C. Se a medida de velocidade v dos ventos for de 7 km/h, então a medida de sensação térmica s, ou seja, a medida de temperatura que nosso corpo “sente”, será de 9 °C; com ventos a 40 km/h, a medida de sensação térmica será de 21 °C; se estiver ventando a 79 km/h, então a medida de sensação térmica será de 24 °C. Veja outros exemplos nesta tabela. Fonte de consulta: INFOESCOLA. Sensa•‹o tŽrmica. Disponível em: <www.infoescola.com/termodinamica/ sensacao-termica/>. Acesso em: 21 maio 2018. t (em °C) v (em km/h) s (em ¡C) 25 7 26 25 40 223 25 79 228 0 7 21 0 40 216 0 79 220 Relação entre a temperatura e o vento que resulta na sensação térmica 23 °C 110 °C 25 °C (0 2 5 5 25) 16 °C (21 1 7 5 16) A: 13 °C; B: 22 °C; C: 11 °C; D: 23,5 °C. 15 10 5 0 25 210 15 10 5 0 25 210 15 10 5 0 25 210 15 10 5 0 25 210 Il u s tr a ç õ e s : L e o n a rd o T e ix e ir a / A rq u iv o d a e d it o ra X X B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra b) 4 °C; dia 1º. 23 °C; dia 3. Dia 4. 21 °C L e o n a rd o T e ix e ir a / A rq u iv o d a e d it o ra As imagens desta página não estão representadas em proporção. Ao trabalhar com a grandeza temperatura, sempre que pos- sível, utilize situações próximas ao cotidiano dos alunos. Quan- to mais relações eles puderem estabelecer entre os conceitos explorados na escola e as situa- ções do dia a dia, mais signifi- cativo se tornará o aprendizado. É importante levá-los a perce- ber a importância da Matemáti- ca, inclusive, como ferramenta para outras áreas do conheci- mento, como Física, Química, entre outras. Apresente aos alunos a uni- dade de medida de temperatura grau Celsius a partir das medi- das de temperatura de fusão e de ebulição da água. É interes- sante esboçar na lousa uma es- cala de temperatura, como se fosse um termômetro, no mes- mo formato da reta numerada, porém posicionada na vertical, e pedir aos alunos para acres- centarem na reta as medidas de temperatura citadas nesta pági- na. Assim, intuitivamente eles explorarão a localização de nú- meros inteiros positivos e nega- tivos na reta numerada. Você sabia? Aproveite o tema deste boxe e pergunte aos alunos quais fo- ram as medidas de temperatura mais altas e mais baixas regis- tradas na cidade deles. Pode-se aproveitar a escala que está na lousa para repre- sentar as medidas de tempera- tura apresentadas neste boxe e as citadas pelos alunos. Atividade 1 Nesta atividade, os alunos devem observar os termôme- tros de álcool colorido e, consi- derando a escala e a posição do álcool colorido, identificar a me- dida de temperatura que cada termômetro está marcando. Se necessário, desenhe o ter- mômetro na lousa e retome a lo- calização dos números entre as graduações. Ao final, pergunte aos alunos se conhecem os ele- mentos que compõem um ter- mômetro como os desta ativida- de, podendo ampliar essa explo- ração nas aulas de Ciências. 1 Explorando a ideia de número positivo e de número negativo Principais habilidades da BNCC EF07MA03 EF07MA04 EF07MA29 Sugestão de atividade Solicite aos alunos que façam uma pesquisa sobre as variações das medidas de temperatu- ra em diferentes regiões, relacionando esse assunto com outras disciplinas, como Geografia e Ciências. Por exemplo, solicite a eles que pesquisem informações sobre as regiões do planeta em que as medidas de temperatura registradas são extremas (muito altas ou muito baixas). Outra sugestão é organizá-los em 6 grupos e pedir a cada grupo que pesquise as medidas de tem- peratura máximas e mínimas registradas em um continente e a maneira como a população local lida com essas medidas no dia a dia. Desse modo, eles devem dividir as tarefas, organizar-se quanto ao prazo de entrega da pesquisa e, para finalizar, apresentar aos colegas os resultados obtidos. Sequência didática Para mais informações, veja a sequência didática 1 do 1o bimestre. 12 CAPÍTULO 1 ¥ Números inteiros e sequências 1 Explorando a ideia de número positivo e de número negativo Acompanhe alguns exemplos de situações do cotidiano nas quais usamos números positivos, números negativos e o zero. Temperatura A unidade-padrão de medida de temperatura utilizada no Brasil é o grau Celsius (¡C). A medida de temperatura em que ocorre a passagem da água do estado líquido para o sólido, em determinadas condições, corresponde a zero grau Celsius (0 °C). As medidas de temperatura maiores do que 0 °C são positivas. Por exemplo: 13 °C, 11,5 °C, 112 °C e 131 °C. Também podemos dizer que elas são “mais quentes” do que 0 °C. As medidas de temperatura menores do que 0 °C são negativas. Por exemplo: 24 °C, 21 °C, 20,5 °C e 210,8 °C. Também podemos dizer que elas são “mais frias” do que 0 °C. Observe que: • os números negativos aparecem sempre com o sinal 2; • os números positivos aparecem com o sinal 1 ou sem o sinal; • o número zero não é um número positivo nem negativo. Você sabia? Até abril de 2018, a maior medida de temperatura registrada no Brasil foi de 44,7 °C em Bom Jesus (PI), em 21 de novembro de 2005. Já a menor medida de temperatura foi de 211,1 °C registrada em Xanrerê (SC), em 20 de julho de 1953. Fonte de consulta: MUNDO ESTRANHO. Ambiente. Disponível em: <https://mundoestranho.abril.com.br/ambiente/ qual-e-o-recorde-de-frio-no-brasil-e-de-calor/>. Acesso em: 23 ago. 2018. 1 Observe os termômetros e escreva no caderno a medida de temperatura, em °C, que cada um está marcando. a) b) c) d) 0° 22° 24° 26° 28° 210° 212° 214° 2° 0° 22° 24° 28° 26° 24° 22° |
Se uma medida de temperatura de 0° baixar 5 graus então qual será a nova medida de temperatura
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