História

Os fenômenos relacionados com a variação da temperatura em corpos colocados em contato estão relacionados com uma grandeza estudada pela física: o calor.

Podemos remontar as investigações desses fenômenos até os gregos antigos, passando pelos estudiosos que seguiram os movimentos suscitados pela renascença, como Roger Bacon, Kepler, Francis Bacon, Boyle e Galileu. Muitas eram as concepções sobre esses fenômenos: movimento, fluído, vibrações do éter etc. Entretanto, em dado momento prevaleceram as idéias ligadas a duas frentes principais: o calor como fluído e o calor como movimento de moléculas microscópicas nos corpos. Lavoisier (1743-1794) propôs em 1789 um modelo no qual o trânsito de uma substância específica, o calórico, produzia os fenômenos de calor. Benjamin Rumford Thompson (1753-1814), em contrapartida, ao observar o aquecimento cilindros metálicos perfurados na produção de canhões, desconfiou do calor como uma forma de movimento. Apenas em 1840, com o experimento de Joule (1818-1889), no qual paletas eram acionadas dentro d’água e a energia transferida por meio da agitação térmica era medida pela variação da temperatura da água, o modelo do movimento prevaleceu.

Figura 1 - Aparato experimental utilizado por Joule para demonstrar que o calor é a energia da agitação das moléculas dos corpos.

O seguinte vídeo ilustrará o experimento realizado por Joule para entender a relação entre calor e energia mecânica.

Segue uma breve linha do tempo com os eventos mais importantes da física no período no qual a termodinâmica estava sendo desenvolvida.

 1738 - Daniel Bernoulli levanta a hipótese de que os gases são compostos de uma infinidade de partículas minúsculas, sempre em movimento. E que a temperatura de um gás reflete a velocidade dessas partículas. Também publica estudos sobre a pressão e a velocidade dos fluidos.

1752 - Benjamim Franklin publica o resultado de suas observações sobre raios, propondo que existem dois tipos de carga elétrica, a positiva e a negativa. Propõe também a lei da atração e repulsa das cargas de acordo com seu sinal.

1785 - Charles Augustin Coulomb enuncia a lei das forças eletrostáticas.

1800 - William Herschel descobre que o Sol emite, além de luz, outro tipo de raio: os raios infravermelhos.

1801 - Thomas Young demonstra que a luz é, ou pode se comportar como uma onda.

1801 - Carl Ritter descobre a radiação ultravioleta.

1820 - Hans Oersted aproxima uma bússola de um fio eletrificado, mostrando que a corrente elétrica podia mover o ponteiro da bússola dando uma demonstração prática de que as forças elétricas e magnéticas têm propriedades comuns.

1820 - André-Marie Ampère formula leis da eletrodinâmica.

1821 - Michael Faraday propõe os fundamentos da indução eletromagnética.

1824 - Nicolas-Leonard-Sadi Carnot dá início à termodinâmica em uma tentativa de avaliar e aumentar a eficiência das máquinas a vapor.

1827 - Georg Simon Ohm formula a lei que relaciona o potencial, a resistência e a corrente elétrica.

1831 – Michael Faraday propõe a indução eletromagnética.

1831 - James Maxwell descreve a luz como uma onda eletromagnética.

1839 - Antoine Becquerel descobre um dispositivo capaz de captar energia da luz, a célula fotovoltaica.

1842 - Christian Doppler formula as bases do efeito Doppler.

1843 - James Prescott Joule constrói uma máquina capaz de medir a equivalência mecânica do calor, determinando assim a quantidade de trabalho mecânico necessária para produzir uma unidade de calor.

1847 – A experiência de Joule torna possível a afirmação da chamada Lei de Conservação da Energia, ou Primeira Lei da Termodinâmica. Definida por Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz.

1848 - William Thomson, o Lorde Kelvin, verifica que a temperatura dos corpos não pode diminuir indefinidamente. Chegando a um limite a partir do qual ela não cai mais, denominado zero absoluto.

1849 - Armand Fizeau mede a velocidade da luz.

1850 – Rudolf Julius Emanuel Clausius cria a Segunda Lei da Termodinêmica.

Comente sobre a relação entre a evolução dos estudos na termodinâmica e a revolução industrial.