O conceito de calor foi amplamente discutido e teorizado ao longo da História. A teoria do calórico, definida pela primeira vez por Lavoisier, em 1789, surgiu para explicar a diferença de temperatura entre os corpos por meio da concepção de calor como uma substância, como um fluido invisível e imponderável que se transferia de um corpo de maior temperatura para um corpo de menor temperatura. Na teoria, o fluido possuía uma capacidade interna de autorrepulsão, e os materiais tinham distintas capacidades de atrair o calórico. A quantidade total era constante, ou seja, o calórico não poderia ser criado nem destruído. Apesar de sua grande aplicabilidade, a teoria do calórico não explicava alguns fenômenos, como, por exemplo:
Aas mudanças de estado físico das substâncias.
Bo funcionamento da máquina a vapor.
Ca sensação térmica ao tocar um objeto frio.
Do aquecimento dos corpos observado em um atrito.
Ea transferência de calor através da condução.
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GabaritoD — o aquecimento dos corpos observado em um atrito.
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Teoria do calórico e a natureza do calor
Gabarito: letra D. A teoria do calórico, que tratava o calor como um fluido imponderável e indestrutível, não conseguia explicar o aquecimento por atrito, pois nesse fenômeno o calor é gerado a partir do trabalho mecânico, e não simplesmente transferido de um corpo para outro. Essa foi uma das principais críticas que levaram à sua substituição pela teoria do calor como energia em trânsito.
A teoria do calórico, formalizada por Lavoisier em 1789, foi uma tentativa de explicar os fenômenos térmicos com base em um modelo material. O calor seria um fluido invisível, sem massa (imponderável), que preencheria os espaços entre as partículas da matéria. Corpos quentes teriam muito calórico, e corpos frios, pouco. Quando dois corpos de temperaturas diferentes entram em contato, o calórico fluiria do mais quente para o mais frio até que ambos atingissem o equilíbrio térmico. Essa ideia explicava bem a transferência de calor por condução, a sensação térmica ao tocar objetos e até as mudanças de estado físico (que seriam a absorção ou liberação de calórico).
O ponto fraco fatal da teoria era o atrito. Quando você esfrega as mãos, elas esquentam. De onde viria o calórico? A teoria dizia que a quantidade total de calórico no universo era constante — ele não poderia ser criado nem destruído. Mas o atrito produz calor de forma contínua e ilimitada, sem que haja um corpo mais quente cedendo calórico. Isso contradizia diretamente o princípio da conservação do calórico. Foi o experimento de Benjamin Thompson (Conde Rumford), em 1798, que demonstrou isso de forma contundente: ao perfurar canhões, ele observou que a água em contato com a broca entrava em ebulição continuamente, enquanto o atrito continuasse. O calor gerado era aparentemente inesgotável, o que não poderia ser explicado por um fluido que se conserva.
A alternativa correta é exatamente a que aponta essa falha: o aquecimento por atrito. As demais alternativas (mudanças de estado, máquina a vapor, sensação térmica e condução) eram fenômenos que a teoria do calórico conseguia explicar razoavelmente bem, mesmo que de forma equivocada. A máquina a vapor, por exemplo, funcionava porque o vapor (carregado de calórico) se expandia e movia o pistão — o calórico era o "combustível" que fazia a máquina trabalhar. A condução era o fluxo do fluido através do material. A sensação térmica era a transferência de calórico do corpo para o objeto (ou vice-versa). E as mudanças de estado eram a absorção ou liberação de calórico durante a fusão ou vaporização.
A pegadinha da banca está em fazer o aluno confundir o que a teoria explicava com o que ela não explicava. A teoria do calórico era um modelo razoável para a época, e explicava muitos fenômenos — mas o atrito era a exceção que a derrubava. Guarde essa distinção: a teoria do calórico explicava a transferência de calor, mas não a geração de calor por trabalho mecânico.
Teoria do calórico (Lavoisier, 1789): Calor = fluido imponderável; Conserva-se (não se cria nem se destrói); Explicava (Condução, Sensação térmica, Mudanças de estado, Máquina a vapor); Não explicava (Aquecimento por atrito (gera calor por trabalho))
Alternativa A — ❌ Incorreta
As mudanças de estado físico eram explicadas pela teoria do calórico. A fusão, por exemplo, seria a absorção de calórico pelo sólido, que se transformaria em líquido. A vaporização seria a absorção de ainda mais calórico. O calórico era a "substância" que, ao ser absorvida ou liberada, causava a mudança de fase. Portanto, essa alternativa não é a falha da teoria.
Alternativa B — ❌ Incorreta
A máquina a vapor era um dos grandes sucessos da teoria do calórico. O vapor, rico em calórico, ao se expandir, empurrava o pistão e realizava trabalho. O calórico era o agente que fazia a máquina funcionar. A teoria explicava o funcionamento da máquina a vapor de forma qualitativa, o que não era o problema.
Alternativa C — ❌ Incorreta
A sensação térmica ao tocar um objeto frio era explicada pela transferência de calórico do corpo (mais quente) para o objeto (mais frio). O fluxo de calórico através da pele causava a sensação de frio. A teoria explicava esse fenômeno, então não é a falha.
Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO
O aquecimento por atrito é o fenômeno que a teoria do calórico não conseguia explicar. No atrito, o calor é gerado a partir do trabalho mecânico, sem que haja um corpo mais quente cedendo calórico. Isso violava o princípio da conservação do calórico (ele não poderia ser criado). O experimento de Rumford com a perfuração de canhões demonstrou que o calor podia ser produzido indefinidamente, o que era incompatível com a ideia de um fluido que se conserva. Essa foi a principal evidência experimental contra a teoria.
Alternativa E — ❌ Incorreta
A condução de calor era o fenômeno mais básico que a teoria do calórico explicava. O calórico fluiria de um corpo mais quente para um mais frio através do contato direto, exatamente como um fluido escoa. A condução era a transferência do fluido através do material, então não era um problema para a teoria.
Gabarito: letra D — a teoria do calórico não explicava o aquecimento por atrito, pois nele o calor é gerado por trabalho mecânico, e não transferido de um corpo para outro.