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TEMPERATURA
1 - Introdução
Esta é uma nova área da física, a termodinâmica, que lida com fenômenos associados aos conceitos de temperatura e calor. A natureza da termodinâmica é muito diferente da mecânica.
As leis da mecânica aplicam-se, em princípio, tanto a objetos macroscópicos como aos microscópicos, embora sofram modificações profundas na escala atômica e subatômica (mecânica quântica). Um gás contido num recipiente de dimensões macroscópicas é formado de um número N gigantesco (tipicamente N ~ 1024) de partículas (moléculas ou átomos). Se tratarmos cada uma como um ponto material, desprezando sua estrutura interna, teremos um sistema mecânico de 3N graus de liberdade. A descrição microscópica deste sistema como um sistema mecânico envolveria equações de movimento para todos estes graus de liberdade. Não somente é inconcebível que conseguíssemos resolver todas essas equações, mas também não teríamos nenhum interesse em fazê-Io: se conhecêssemos a solução, não saberíamos o que fazer com ela, nem como interpretá-Ia. As partículas do gás movem-se de forma extremamente complicada e desordenada, colidindo constantemente umas com as outras e com as paredes do recipiente, variando apreciavelmente numa escala de distâncias ~ 10-8 cm e de tempos ~ 10-13 s.A descrição macroscópica do gás como um sistema termodinâmico envolve somente um número muito pequeno de parâmetros: quando se trata de uma substância pura (hidrogênio, por exemplo), apenas três variáveis macroscópicas: a pressão P, o volume V e a temperatura T. Variáveis como a pressão e a temperatura representam valores médios de grandezas microscópicas. A pressão, por exemplo, está relacionada com o valor médio da transferência de momento nas colisões das partículas com as paredes, como no caso da pressão exercida por um jato de areia. A temperatura, conforme veremos adiante, está relacionada com a energia cinética média das partículas.A descrição termodinâmica é sempre, portanto, uma descrição macroscópica,