Do ponto de vista do senso comum a palavra frio, gramaticalmente pode ser usada e, assume por vezes o papel de substantivo (ex. o inverno é a época do FRIO, o FRIO chegou, etc), ou noutros casos como adjectivo (a sopa está FRIA).
Todavia fisicamente falando o frio não existe. Segundo as leis da Física, o que consideramos frio, na realidade é algo que perdeu ou vai perdendo calor para um outro corpo ou para o ambiente. O frio não é medido e nem estudado.
De acordo com a 2ª Lei da termodinâmica, é o calor que flui e, fluirá sempre de um corpo quente para um corpo frio, tecnicamente falando, de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura. Se o corpo perder calor indefinidamente a transmissão de calor acontece até que o corpo perca toda capacidade de o fazer. Estará então no zero absoluto. Em palavras simples, um corpo estará sempre quente ou frio com respeito ao outro (mesmo a temperaturas negativas), até o zero absoluto.
Sempre que a temperatura ambiente for igual a do corpo humano, teoricamente não haverá troca de calor. Posto isso, começaremos a sentir sensação de frio quando a temperatura ambiente for baixando, e o nosso corpo começar a ceder calor para o ambiente. O inverso, a sensação de quente, quando a temperatura ambiente for subindo acima da temperatura corporal fazendo com que o nosso corpo comece a absorver calor do ambiente.
O nosso termómetro biológico não interpreta a sensação de frio ou quente de forma linear e igual. Existem vários factores que interferem. Devido aos agasalhos, o nosso corpo poderá perder ou ganhar maior ou menor parcela de calor. Assim a faixa do conforto térmico está abaixo da temperatura corporal (~25 a 30ºC).
Sensação térmica ou temperatura aparente é a forma como os nossos sentidos percebem a temperatura do ar, e que pode se diferenciar da temperatura real. Tal se deve a condicionantes climatéricos que afectam a transferência de calor entre o corpo e o ar: como são a humidade, a densidade e a velocidade do vento.
Amanha fará o dobro do frio.
Ora, o frio é uma grandeza imensurável como tal, não é quantificável. Assim sendo o ambiente pode estar frio, pouco frio ou muito frio. O frio não duplica ou triplica numericamente, etc. A sensação de frio é subjectiva. A sopa a temperatura ambiente, costumamos dizer que está fria. Se a colocarmos no frigorífico, também diremos que está fria. Portanto, a expressão frio nem sempre se relaciona com temperaturas baixas.
No geral é a temperatura que varia e o ambiente estará frio, menos/mais, pouco, muito frio, etc, dependendo de cada organismo e das condições do ambiente. Vento, humidade, densidade, velocidade do ar, etc. O dia seguinte poderá estar menos frio, mais frio, bastante frio comparando com o hoje.
Ainda assim, apesar da temperatura ambiente poder variar e ser mensurável, raramente duplicará ou triplicará. A temperatura é uma grande escalar que varia de forma continua, já que, está relacionada com a perda ou ganho de calor e este acontece de forma continua.
Temperatura
É uma grandeza física escalar que pode ser definida como a medida do grau de agitação das moléculas que compõem um corpo. Quanto maior a agitação molecular, maior será a temperatura do corpo e mais quente ele estará e vice-versa. O conceito de temperatura pode ser definido como a medida da energia cinética média das moléculas de um corpo, ou seja, a medida da agitação térmica média dessas moléculas.
Frio e Quente
Sendo assim, um corpo está quente quando suas moléculas estão bastante agitadas. Analogamente, um corpo está frio quando suas moléculas estão pouco agitadas.
Neste ponto, uma dúvida que pode surgir é: Existe alguma temperatura, baixa o suficiente, onde as moléculas estejam completamente paradas?
Sim, é o Zero absoluto
Teoricamente não há um limite superior para a temperatura, ou seja, não há um valor de temperatura o qual não se pode ultrapassar, mas existe um limite mínimo de temperatura, que é chamado de zero absoluto. A menor temperatura que um corpo pode atingir é o chamado zero absoluto. Na escala de temperaturas Celsius, essa temperatura equivale a incríveis -273 °C. Em Kelvin 0K.
No entanto, mesmo nesta temperatura, as moléculas não estão completamente paradas. -273,15 °C é o ponto em que a vibração molecular será a menor possível ou praticamente inexistente.
Calor
O calor pode ser definido como o processo de transferência de energia térmica entre dois corpos.
Sendo assim, é incorrecto dizer que um objecto possui calor. O que esse objecto possui é energia térmica. O calor se fará presente se houver desequilibro térmico com o meio onde este corpo estiver, começando a transferir calor do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura.
De acordo com a 2ª Lei da Termodinâmica, temos de lembrar que o fluxo de calor sempre ocorre em uma direcção específica. Sempre do objecto mais quente para o objecto mais frio. A transferência de calor cessa quando se atinge o equilíbrio térmico. Significa que ambos atingem a mesma temperatura.
No nosso dia-a-dia, é muito comum ouvirmos expressões que confundem conceitos físicos como: temperatura, calor, frio e quente.
Alguns exemplos são: “Está muito calor hoje!” , “Feche o casaco para não deixar o frio entrar”, O “fulano está todo coloriado´”.
Ora, o que há de errado nestas frases?
Para responder, precisamos entender como a física diferencia as grandezas: Calor, Temperatura, Frio, Quente e Energia Térmica.
Como citado acima, o que chamamos de frio, é apenas a sensação produzida quando perdemos calor para outro corpo ou para o ambiente. O frio como tal não existe. O frio é um processo sensorial.
Então vejamos:
O que há de errado na frase: “Está muito calor hoje!” ?
Em dias em que a temperatura ambiente está alta, podemos dizer que está quente e não que está calor. Nada pode estar calor, pois, como vimos, calor é apenas um fluxo de energia. É energia que se propaga de forma espontânea sempre que houver desequilíbrio térmico. Isto acontece sempre de um corpo de maior temperatura para um outro de menor, até que ambos atingirem o equilíbrio térmico.
Quando entramos numa sala quente, sentimos desconforto porque o ambiente está mais quente que o nosso corpo, logo, haverá transferência de energia térmica (calor) do ambiente para o nosso corpo.
Se entrarmos numa sala climatizada, sentiremos a sensação de frio, porque neste caso será o inverso, o nosso corpo (está numa maior temperatura que o ambiente), então começa a transferir energia térmica para o ambiente da sala. A perca de calor cria no nosso cérebro a sensação de frio.
No entanto, se estivermos bem agasalhado nada sentiremos porque o nosso corpo não entrará em contacto com o ambiente, assim não haverá perda de calor acentuada.
E na frase “Feche o casaco para não deixar o frio entrar” ?
Como visto, o frio não existe como grandeza física. Em dias frios, nos fechamos-nos em casacos para reduzir a quantidade de calor a ser perdido para o ambiente, reduzindo assim a sensação de frio.
Já o inverso, nos dias quentes nos libertamos dos agasalhos para melhor ventilação e assim melhor iteração com o ambiente.
Os agasalhos não nos protegem do frio, mas sim da perda excessiva de calor. Funcionam como um bloqueio a saída de calor do corpo para o ambiente.
Alguns agasalhos também nos protegem da entrada de calor. Ex. o fato dos Bombeiros.
A caixa térmica faz o mesmo. Não permite que o calor transite de dentro para fora ou vice-versa. Mantendo o produto a mesma temperatura.
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