Ondulatória

    Denomina-se onda o movimento causado por uma perturbação que se propaga através de um meio.

CARACTERÍSTICAS DAS ONDAS

    As ondas do mar são semelhantes às da figura anterior: apresentam pontos mais elevados, que são as cristas, e pontos mais baixos, que são os vales.

    As ondas são caracterizadas pelos seguintes elementos:

• Amplitude - É a distância que vai do eixo médio da onda (linha do meio) até uma crista ou um vale.
• Comprimento de onda - É a distância entre duas cristas ou duas depressões sucessivas.
• Frequência (F) - É o número de ondas formadas em 1 segundo. A frequência é medida em hertz (Hz): 1Hz equivale a uma onda por segundo.
• Período (T) - É o tempo gasto para se formar uma onda. O período é o inverso da frequência, ou seja: T=1/F ou F=1/T.

Exemplo: Se o período de uma onda é de 0,25 segundo, a frequência será:

F=1/T = 1/0,25 = 1/25/100 = 4Hz

TIPOS DE ONDA

    Ondas como as do mar ou as que se formam quando balançamos uma corda vibram na direção vertical, mas propagam-se na direção horizontal. Nessas ondas, chamadas ondas transversais, a direção de vibração é perpendicular à direção de propagação.

    Existem ondas que vibram na mesma direção em que se propagam: são as ondas longitudinais.

    Pegue uma mola e fixe uma de suas extremidades no teto. Pela outra extremidade, mantenha a mola esticada e puxe levemente uma das espiras para baixo. Em seguida, solte a mola. Você verá que essa perturbação se propaga até o teto, produzindo na mola zonas de compressão e distensão. 

Transmissão de Calor

    O calor é uma forma de energia que se transfere de objetos mais quentes para objetos mais frios espontaneamente. Essa transferência do calor pode ocorrer de três maneiras distintas: por condução, por convenção e por irradiação térmica.

CONDUÇÃO TÉRMICA - Definimos condução térmica como um processo que ocorre através das partículas que constituem o meio de propagação em que energia é transportada, partícula a partícula, sem que ela sejam deslocadas. Esse processo exige a presença de um meio material e, portanto, não ocorre no vácuo.

CONVENÇÃO TÉRMICA - É o processo de transferência de calor pelo transporte de matéria devido a uma diferença de densidade provocada pelo aquecimento ou resfriamento da substância.

IRRADIAÇÃO TÉRMICA - O processo de transferência de calor denominado irradiação térmica é feito pelas ondas eletromagnéticas, denominadas ondas de calor ou calor radiante. Esse processo ocorre em determinados meios quanto no vácuo.

Mudanças de Estado Físico

    Uma mesma substância nem sempre permanece no mesmo estado físico. Ela pode passar de um estado para outro.

    Existem cinco mudanças de estado físico: fusão, solidificação, vaporização, liquefação e sublimação.

    É importante notar que uma substância só muda de estado físico, se ocorrer variação em sua temperatura ou na pressão a que está submetida.

FUSÃO

    Quando esquentamos um pedaço de chumbo, ele se derrete, ou seja, se funde. Portanto:

    Fusão é a transformação de uma substância sólida em líquida.

    A fusão pode ocorrer de duas maneiras diferentes:

• Fusão cristalina - Ao se fundirem, o gelo e os metais não amolecem primeiramente para depois de derreterem. Eles passam diretamente do estado sólido para o estado líquido assim que atingem uma determinada temperatura. 
• Fusão pastosa - Se aquecermos a cera, a manteiga, o vidro, essas substâncias amolecem, adquirindo uma consistência pastosa antes de se derreterem.

SOLIDIFICAÇÃO

    Quando colocamos água num congelador, a água se transforma em gelo, ou seja ela se solidifica. Portanto:

    Solidificação é a transformação de uma substância líquida em sólida.

VAPORIZAÇÃO

    Suponha a seguinte experiência:

    Pegue dois copos com água. Coloque o conteúdo de um deles numa panela e leve-a ao fogo; espalhe a água do outro copo no chão. Depois de alguns minutos, você notará que a panela está vazia e, passado mais um tempo, observará que o chão está seco. A água desapareceu porque se transformou em vapor, ou seja, ocorreu a vaporização da água. 

    Vaporização é a transformação de uma substância líquida em gasosa.

    Como você pôde notar na experiência apresentada acima, a água levada ao fogo se vaporiza mais depressa do que a água espalhada no chão à temperatura ambiente. Esta vaporização lenta e feita à temperatura ambiente é denominada evaporação.

Ebulição - Quando colocamos uma vasilha com água no fogo, observamos, depois de um certo tempo, a formação de bolhas de ar e posteriormente uma grande agitação na água. Nesse caso, está ocorrendo um outro tipo de vaporização.

    A ebulição é a passagem de uma substância líquida para o estado gasoso, provocada pela alteração da temperatura.

LIQUEFAÇÃO OU CONDENSAÇÃO

    Como você já sabe, as nuvens nada mais são do que água no estado de vapor. Assim, se as condições atmosféricas mudarem, ou seja, se ocorrer diminuição de temperatura ou aumento de pressão, as pequenas gotículas de água que constituem as nuvens se condensam, transformando-se em água e precipitando-se sobre a terra. 

    Liquefação é a transformação de uma substância gasosa em líquida, devido à diminuição de sua temperatura ou do aumento da pressão a que está submetida.

SUBLIMAÇÃO

    Se você deixar algumas bolinhas de naftalina em seu guarda-roupa para espantar as traças, observará depois de algum tempo que elas começarão a diminuir de tamanho até desaparecerem. 

    Isso acontece porque a naftalina sofre uma transformação, indo diretamente do estado sólido para o gasoso, sem passar pelo estado líquido. Da mesma forma, se os vapores de naftalina se chocarem com uma superfície fria, eles se cristalizam, voltando diretamente ao estado sólido.

    Sublimação é a transformação de uma substância sólida em gasosa e vice-versa, sem passar pelo estado líquido. Essa transformação é provocada pelo aumento de temperatura ou diminuição de pressão.

    

As Escalas Termométricas

    Para poder verificar o valor da temperatura de uma substância, os cientistas que construíram os termômetros criaram um conjunto de valores numéricos no tubo de vidro dos termômetros em que cada valor está associado a uma certa temperatura. A esse conjunto de valores numéricos, hoje, damos o nome de escala termométrica.

Fahrenheit e Celsius

    Tentando confiar da Meteorologia, nos dirigimos, muitas vezes, a fontes de informação tão diversas, como jornais, televisão e internet, para saber a temperatura que fará amanhã. Por vezes, apesar de encontrarmos a informação que queremos, não somos capazes de compreendê-la, pois a escala termométrica utilizada não faz parte do nosso dia-a-dia.

    Se você entrar em alguns sites para verificar a temperatura em sua cidade, é possível verificar que as informações são fornecidas em ºF (grau Fahrenheit). Aparentemente, não existe qualquer conversão imediata entre essa unidade e a que costumamos utilizar aqui no Brasil, ºC (grau Celsius).

    

    O primeiro a tentar estabelecer uma escala de temperatura convencional foi o físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), quando vivia na Islândia. As suas experiências obrigavam-no a possuir uma escala de temperatura confiável. Ainda que outros cientistas tivessem já criado as suas próprias escalas de temperaturas, usando os mais variados líquidos, estas não eram confiáveis. Decidiu, então criar a sua própria escala. 

    Após estudar muito esse assunto, Fahrenheit optou pelo mercúrio como substância termométrica, por este não sofrer alteração de suas características físicas e químicas dentro de uma larga faixa de temperaturas. 

    Anders Celsius (1701-1744), físico, astrônomo e geodesista, sueco, criou, também, a sua própria escala de temperatura, utilizando a mesma substância termométrica. Reparem que é da mesma época de Fahrenheit; no entanto é natural que, naquela época, devido aos fracos meios de comunicação existentes, a escala de Fahrenheit não se tivesse difundido muito pela Europa.

    Atualmente, as temperaturas na meteorologia são dadas em ºF ou ºC (conforme o sistema de unidades em referência no país de origem). Por isso, quando as temperaturas são dadas em ºF, é necessário fazer uma pequena conversão. Não é possível fazer uma conversão imediata, pois as divisões de escalas diferentes têm grandezas e origens diferentes. Fazendo uma transposição exata dos pontos fixos inferior e superior da escala Celsius para a escala Fahrenheit, repara-se que nesta, o termômetro marca 32ºF e 212ºF, respectivamente. Este intervalo contém 180 espaços iguais. Como tal, as divisões da escala Fahrenheit são menores do que as escalas da Celsius. 

    Aplicando relações matemáticas, equaciona-se que uma subdivisão em ºC é 180/100 (=9/5) vezes maior que uma subdivisão em ºF. Portanto, a relação entre ºF e ºC será: 

sendo C e F as temperaturas em graus Celsius e Fahrenheit, respectivamente.

A escala Kelvin

    Anteriormente, foram apresentadas as escalas Celsius e Fahrenheit, sendo a de Celsius a mais utilizada no nosso dia-a-dia. No entanto, a escala termométrica utilizada no Sistema Internacional de Unidades (SI) é a de Kelvin. Esta escala é preferida em Ciência, por possuir uma característica única.

    William Thomson, físico britânico de renome (1824-1907), tentou encontrar o ponto de temperatura mais baixa que pode ser atingido. 

    Aquele seria o zero absoluto, isto é, a temperatura absoluta (de referência) só com um único ponto fixo, o inferior.

    Pelos seus feitos notáveis na Ciência, William Thomson foi agraciado pelo Rei com o título de lorde em 1892, passando a partir de então a ser mais conhecido como lorde Kelvin. Desta forma, a sua escala ficou conhecida como escala Kelvin, a mais importante de qualquer uma das escalas de temperatura conhecidas.