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FÍSICA
O que até nossos ancestrais sabiam sobre calor
TARSO PAULO RODRIGUES
ESPECIAL PARA A FOLHA
Os experimentos que o cientista
britânico James Prescott Joule
conduziu entre 1840 e 1850 confirmaram o conceito de calor como
uma forma de energia, a energia
térmica, e determinaram a constante de proporcionalidade entre
calor e trabalho mecânico. Essa
equivalência pode ser constatada
quando esfregamos as mãos uma
na outra. A energia mecânica associada ao movimento das mãos
(energia cinética) transforma-se,
pelo menos parcialmente, em
energia térmica (calor), fato que
até os homens primitivos já sabiam, pois produziam calor esfregando dois pedaços de madeira.
Joule iniciou suas pesquisas ao
estudar a produção de calor com a
passagem de corrente elétrica por
uma resistência elétrica imersa
em uma quantidade de água. A
energia elétrica dissipada pela resistência era convertida em energia térmica, que aquecia a água
-transformação conhecida como efeito Joule. Em seguida, realizou a experiência que determinou
a constante de proporcionalidade
entre trabalho mecânico e calor.
A montagem do experimento
consistia no seguinte (veja figura):
um eixo, dotado de pás agitadoras
mergulhadas em certa quantidade de água contida no interior de
um calorímetro, foi colocado em
movimento através da queda de
dois corpos de massas conhecidas, os quais caíram de uma determinada altura. Joule calculou o
trabalho realizado pelos pesos dos
corpos e, por meio do termômetro, observou a elevação da temperatura da água. Durante o tempo de queda dos corpos, as variações de suas energias cinéticas puderam ser consideradas praticamente nulas devido ao atrito no
conjunto pás de agitação/água.
Ao repetir o experimento, ele
notou uma proporcionalidade
entre o calor absorvido pela água
e o trabalho realizado na queda
dos corpos. O valor ficou conhecido como equivalente mecânico
do calor, e o resultado, em valores
atuais, é: 1 caloria=4,18 joules. A
unidade de energia, no sistema
internacional de unidades, é joule
(J) em homenagem ao cientista.
Tarso Paulo Rodrigues é professor e coordenador de física do Colégio Augusto Laranja
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