Termologia

A Termologia é parte da Física em que se estuda o calor. Os fenômenos são interpretados a partir de modelos da estrutura da matéria de dois pontos de vista distintos, porém complementares: o macroscópico (temperatura, energia interna e pressão) e o microscópico (velocidade e energia cinética de átomos e moléculas).

A termologia está restringida ao estudo dos fenômenos a partir da Lei Zero da Termodinâmica.

A Lei Zero é essencialmente uma definição macroscópica de temperatura. Embora a noção de quente ou frio pelo contato com a pele seja de uso corrente, ela pode levar a avaliações erradas de temperatura. É bem conhecido o exemplo em que a mesma água pode parecer mais fria ou mais quente ao contato da mão, quando, anteriormente, a mão foi mergulhada em água gelada ou água fervente, respectivamente. De qualquer forma, é da observação cotidiana de que corpos quentes e frios postos em contado produzem no fim de algum tempo a mesma sensação, que se chega ao conceito de temperatura. Está claro que, dependendo da superfície do corpo (metálica, porosa, etc.), essa sensação pode ser falha.

Levando em conta as observações anteriores, a lei zero assim postula: se A e B são dois corpos em equilibrio térmico com um terceiro corpo C, então A e B estão em equilibrio térmico um com o outro, mais formalmente, existe uma grandeza escalar, a temperatura, que é uma propriedade de todos os sistemas em equilibrio termodinâmico; essa grandeza é tal que a condicção necessária e suficiente para que haja equilibrio térmico entre vários sistemas é que a temperatura desses sistemas seja a mesma.

Existem muitas grandezas físicas mensuráveis que variam quando a temperatura do corpo é alterada; em principio essas grandezas podem ser utilizadas como indicadoras de temperatura dos corpos. Entre elas, pode-se citar o volume de um líquido, a resistência elétrica de um fio, o volume de um gás mantido a pressão constante.

Escolhendo-se arbitrariamente grandezas que possam servir para aferir temperatura, conhecidas como grandezas termométricas, pode-se construir uma infinidade de termômetros com escaldas arbitrárias e muitas vezes incomuns. A fim de evitar ese incoveniente, pode-se estabelecer certas regras para essas grandezas ou propriedades das substâncias, regras essas que devem ser adotadas internacionalmente.

Usando regras definidas, obtêm-se as escalas termométricas, como a Celsius (centígrada) e a Fahreheit, ou escalas absolutas como a Kelvin. Na teoria cinética, quando dois gases estão à mesma temperatura a energia média dos átomos e moléculas são iguais e essa propriedade pode ser utilizada como definição de temperatura. A escala microscópica que coindicide com as esclas absolutas usuais é aquela em que a temperatura é escolhida proporcionalmente à energia cinética média, sendo 2/3k (onde k é a constante de Boltzmann, k=1,38.10^-23 unidades do SI) a constante de proporcionalidade.