CALORIMETRIACALORIMETRIA
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. Karinne Mendes. Karinne Mendes
Disciplina: FísicaDisciplina: Física
2º Ano2º Ano
CalorCalor
Considere dois corpos A e B em diferentes temperaturas θA e θB, tais que θA > θB
O corpo A cede calor ao corpo ...
CalorCalor
• É a energia térmica em trânsito entre
corpos a diferentes temperaturas.
• Unidades: joule (J) e caloria (cal)...
Tipos de CalorTipos de Calor
• Calor SensívelCalor Sensível
• Calor LatenteCalor Latente
• Corpo (recebe ou perde calor) → variação
de temperatura ou mudança de estado
• Variação de Temperatura → Calor
Sensível
...
Equação Fundamental DaEquação Fundamental Da
CalorimetriaCalorimetria
Q = m.c.Δθ
Onde:
• Q = quantidade de calor sensível ...
Substância Calor Específico
(cal/g.°C)
água 1,O
álcool 0,6
alumínio 0,22
ar 0,24
carbono 0,12
chumbo 0,031
cobre 0,094
fer...
ATENÇÃO!!!ATENÇÃO!!!
Elevação de Temperatura (Θf>Θi) Calor Recebido→ (Q >
0)
Diminuição de Temperatura (Θf<Θi) Calor Cedid...
Fases de uma SubstânciaFases de uma Substância
sólida forma e volume definido; forças de→
coesão intensas; ligeiras vibraç...
Mudança de FaseMudança de Fase
Na transformação do gelo em água, embora o
gelo esteja recebendo calor, sua temperatura
não varia enquanto não se completa...
Calor latente
Q = m . L
Onde:
Q = quantidade de calor trocada no processo;
m = massa do material;
L = calor latente.
Calor Latente (L) positivo ou negativo→
Exemplos:
Fusão do gelo (0 ºC) LF = 80 cal/g
Solidificação da água (0 ºC) LS = - 8...
Curvas de Aquecimento e deCurvas de Aquecimento e de
ResfriamentoResfriamento
Capacidade TérmicaCapacidade Térmica
C = m.c
• É a quantidade de calor recebida ou cedida
por um corpo para que sua temper...
Equação Fundamental DaEquação Fundamental Da
CalorimetriaCalorimetria
*EM FUNÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA*EM FUNÇÃO DA CAPACI...
Trocas de CalorTrocas de Calor
**Sistema Isolado – não trocam calor com o meioSistema Isolado – não trocam calor com o mei...
No equilíbrio térmico → Ta = Tb
Considerando que A cede 50 cal, então: QA = -50 cal e QB
= 50 cal
Percebe-se que: QA = - Q...
**Sistema Não Isolado – trocam calor com o meioSistema Não Isolado – trocam calor com o meio
QA + QB + QM = 0
QM é a quant...
CalorímetrosCalorímetros
• Dispositivos isolados termicamente do meio
exterior;
• É quase nula sua participação nas trocas...
Exercícios
1º) (OBF) Quando vamos à praia ou à piscina
durante um dia ensolarado, é comum
verificamos que a areia da praia...
a) O calor específico da água é menor que o calor específico
da areia da praia ou do piso exterior à piscina.
b) O calor e...
2º) (Enem 2009) Em grandes metrópoles,
devido a mudanças na superfície terrestre -
asfalto e concreto em excesso, por exem...
As características físicas, tanto do material
como da estrutura projetada de uma
edificação, são a base para compreensão d...
a) Pavimentada com material de baixo calor específico,
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determinado material, menor...
c) Pavimentada com material de alta capacidade
térmica, pois quanto maior a capacidade térmica de
determinada estrutura, m...
e) Possuir um sistema de sucção do vapor
d’água, pois ambientes mais secos permitem uma
mudança de temperatura lenta, já q...
3º) (UFPE) Com o objetivo de melhorar de uma
contusão, um atleta envolve sua coxa com uma
bolsa com 500g de água gelada a ...
4) Um corpo de massa 200g é constituído por
uma substância de calor específico 0,4 cal/g
ºC. Determine:
a)A quantidade de ...
5) Um broche de prata de massa 20g a 160 ºC
é colocado em 28g de água inicialmente a 30
ºC. Qual a temperatura final de eq...
6) Num calorímetro de capacidade térmica 8,0
cal/ºC inicialmente a 10 ºC são colocados 200g
de um líquido de calor específ...
A Evolução do Conceito deA Evolução do Conceito de
CalorCalor
• Filósofos gregos do século IV, V e VI a.C – fogo,
água, te...
• Georg Stahl – flogístico (princípio do fogo);
• Joseph Priestley (1733-1809) defensor da teoria
do flogístico – descobri...
• Joseph Black (1728-1799)
corpo + fluido calórico temperatura aumentava→ = calor
sensível
corpo + fluido calórico calóric...
• James Prescott Joule (1818-1889) – sugeriu a
relação entre calor e energia em 1843;
• O relacionamento definitivo da ene...
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  1. 1. CALORIMETRIACALORIMETRIA ProfProfaa . Karinne Mendes. Karinne Mendes Disciplina: FísicaDisciplina: Física 2º Ano2º Ano
  2. 2. CalorCalor Considere dois corpos A e B em diferentes temperaturas θA e θB, tais que θA > θB O corpo A cede calor ao corpo B, até as temperaturas se igualarem.
  3. 3. CalorCalor • É a energia térmica em trânsito entre corpos a diferentes temperaturas. • Unidades: joule (J) e caloria (cal) 1 cal = 4,18 J 1 kcal = 1000 cal
  4. 4. Tipos de CalorTipos de Calor • Calor SensívelCalor Sensível
  5. 5. • Calor LatenteCalor Latente
  6. 6. • Corpo (recebe ou perde calor) → variação de temperatura ou mudança de estado • Variação de Temperatura → Calor Sensível • Mudança de Estado → Calor Latente
  7. 7. Equação Fundamental DaEquação Fundamental Da CalorimetriaCalorimetria Q = m.c.Δθ Onde: • Q = quantidade de calor sensível (cal ou J). • m = massa do corpo (g ou kg). • c = calor específico da substância que constitui o corpo (cal/g ºC ou J/kg °C). • Δθ = variação de temperatura (°C).
  8. 8. Substância Calor Específico (cal/g.°C) água 1,O álcool 0,6 alumínio 0,22 ar 0,24 carbono 0,12 chumbo 0,031 cobre 0,094 ferro 0,11 gelo 0,5
  9. 9. ATENÇÃO!!!ATENÇÃO!!! Elevação de Temperatura (Θf>Θi) Calor Recebido→ (Q > 0) Diminuição de Temperatura (Θf<Θi) Calor Cedido→ (Q < 0)
  10. 10. Fases de uma SubstânciaFases de uma Substância sólida forma e volume definido; forças de→ coesão intensas; ligeiras vibrações. líquida volume definido; forma do recipiente;→ forças de coesão média; maior vibração. gasosa volume e forma do recipiente; forças→ de coesão fracas; vibrações muito maiores.
  11. 11. Mudança de FaseMudança de Fase
  12. 12. Na transformação do gelo em água, embora o gelo esteja recebendo calor, sua temperatura não varia enquanto não se completa a mudança de fase.
  13. 13. Calor latente Q = m . L Onde: Q = quantidade de calor trocada no processo; m = massa do material; L = calor latente.
  14. 14. Calor Latente (L) positivo ou negativo→ Exemplos: Fusão do gelo (0 ºC) LF = 80 cal/g Solidificação da água (0 ºC) LS = - 80 cal/g Vaporização da água (100 ºC) LV = 540 cal/g Condensação do Vapor (100 º C) LC = - 540 cal/g
  15. 15. Curvas de Aquecimento e deCurvas de Aquecimento e de ResfriamentoResfriamento
  16. 16. Capacidade TérmicaCapacidade Térmica C = m.c • É a quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo para que sua temperatura se altere de 1ºC; • A capacidade térmica caracteriza o corpo, e não a substância que o constitui; • Unidade: cal/ºC ou J/ºC
  17. 17. Equação Fundamental DaEquação Fundamental Da CalorimetriaCalorimetria *EM FUNÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA*EM FUNÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA Q = m.c.Δθ (1) Como Capacidade Térmica é: C = m.c (2) Substituindo (2) em (1), temos: Q = C. Δθ
  18. 18. Trocas de CalorTrocas de Calor **Sistema Isolado – não trocam calor com o meioSistema Isolado – não trocam calor com o meio No equilíbrio térmico → Ta = Tb Considerando que A cede 50 cal, então: QA = -50 cal e QB = 50 cal
  19. 19. No equilíbrio térmico → Ta = Tb Considerando que A cede 50 cal, então: QA = -50 cal e QB = 50 cal Percebe-se que: QA = - QB ou QA +QB = 0
  20. 20. **Sistema Não Isolado – trocam calor com o meioSistema Não Isolado – trocam calor com o meio QA + QB + QM = 0 QM é a quantidade de calor trocada com o meio
  21. 21. CalorímetrosCalorímetros • Dispositivos isolados termicamente do meio exterior; • É quase nula sua participação nas trocas de calor;
  22. 22. Exercícios 1º) (OBF) Quando vamos à praia ou à piscina durante um dia ensolarado, é comum verificamos que a areia da praia ou o piso na parte exterior à piscina é mais quente que a água do mar ou da piscina. Dentre as alternativas abaixo, qual explica tal fato.
  23. 23. a) O calor específico da água é menor que o calor específico da areia da praia ou do piso exterior à piscina. b) O calor específico da água é maior que o calor específico da areia da praia ou do piso exterior à piscina. c) O calor latente da água é menor que o calor latente da areia da praia ou do piso exterior à piscina. d) O calor latente da água é maior que o calor latente da areia da praia ou do piso exterior à piscina. e) A água não troca calor com o ambiente.
  24. 24. 2º) (Enem 2009) Em grandes metrópoles, devido a mudanças na superfície terrestre - asfalto e concreto em excesso, por exemplo – formam-se ilhas de calor. A resposta da atmosfera a esse fenômeno é a precipitação convectiva. Isso explica a violência das chuvas em São Paulo, onde as ilhas de calor chegam a ter 2 a 3 graus centígrados de diferença em relação ao seu entorno. Revista Terra da Gente. Ano 5, nº 60, Abril 2009 (adaptado).
  25. 25. As características físicas, tanto do material como da estrutura projetada de uma edificação, são a base para compreensão de resposta daquela tecnologia construtiva em termos de conforto ambiental. Nas mesmas condições ambientais (temperatura, umidade e pressão), uma quadra terá melhor conforto térmico se:
  26. 26. a) Pavimentada com material de baixo calor específico, pois quanto menor o calor específico de determinado material, menor será a variação térmica sofrida pelo mesmo ao receber determinada quantidade de calor. b) Pavimentada com material de baixa capacidade térmica, pois quanto menor a capacidade térmica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor.
  27. 27. c) Pavimentada com material de alta capacidade térmica, pois quanto maior a capacidade térmica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor. d) Possuir um sistema de vaporização, pois ambientes mais úmidos permitem uma mudança de temperatura lenta, já que o vapor d’água possui a capacidade de armazenar calor sem grandes alterações térmicas, devido ao baixo calor específico da água (em relação à madeira, por exemplo).
  28. 28. e) Possuir um sistema de sucção do vapor d’água, pois ambientes mais secos permitem uma mudança de temperatura lenta, já que o vapor d’água possui a capacidade de armazenar calor sem grandes alterações térmicas, devido ao baixo calor específico da água (em relação à madeira, por exemplo).
  29. 29. 3º) (UFPE) Com o objetivo de melhorar de uma contusão, um atleta envolve sua coxa com uma bolsa com 500g de água gelada a 0ºC. Depois de transcorridos 30 min, a temperatura da bolsa de água atinge 18°C. Supondo que todo o calor absorvido pela água veio da coxa do atleta, calcule a perda média de calor por unidade de tempo, em cal/s. (Dado: calor específico da água = 1,0 cal/gºC). a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5
  30. 30. 4) Um corpo de massa 200g é constituído por uma substância de calor específico 0,4 cal/g ºC. Determine: a)A quantidade de calor que o corpo deve receber para que sua temperatura varie de 5 ºC para 35 ºC. b)A quantidade de calor que deve ceder para que sua temperatura diminua de 15 ºC. c)A capacidade térmica do corpo.
  31. 31. 5) Um broche de prata de massa 20g a 160 ºC é colocado em 28g de água inicialmente a 30 ºC. Qual a temperatura final de equilíbrio térmico, admitindo trocas de calor apenas entre a prata e a água? Dados: calor específico da prata = 0,056 cal/g.ºC calor específico da água = 1,0 cal/g.ºC
  32. 32. 6) Num calorímetro de capacidade térmica 8,0 cal/ºC inicialmente a 10 ºC são colocados 200g de um líquido de calor específico 0,40 cal/g.ºC. Verifica-se que o equilíbrio térmico se estabelece a 50 ºC. Determine a temperatura inicial do líquido.
  33. 33. A Evolução do Conceito deA Evolução do Conceito de CalorCalor • Filósofos gregos do século IV, V e VI a.C – fogo, água, terra e ar formavam a natureza; • Em 1661, Robert Boyle (1672-1691) criou o conceito de elemento químico, porém ainda acreditava que o fogo era um desses elementos;
  34. 34. • Georg Stahl – flogístico (princípio do fogo); • Joseph Priestley (1733-1809) defensor da teoria do flogístico – descobriu o oxigênio (ar deflogisticado); • Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794) derrubou definitivamente, em 1777, a teoria do flogístico, explicando a combustão como uma simples reação com o oxigênio; calórico (elemento imponderável) responsável por algumas reações químicas.
  35. 35. • Joseph Black (1728-1799) corpo + fluido calórico temperatura aumentava→ = calor sensível corpo + fluido calórico calórico “desaparecia”→ → temperatura constante = calor latente Exemplo:Exemplo: gelo + fluido calórico água→ - Entendeu o calor como uma quantidade, definindo a unidade caloriacaloria; - Introduziu os conceitos de capacidade térmicacapacidade térmica ee calorcalor específicoespecífico;
  36. 36. • James Prescott Joule (1818-1889) – sugeriu a relação entre calor e energia em 1843; • O relacionamento definitivo da energia térmica com a energia cinética das moléculas foi estabelecido em 1857 pelo físico alemão Rudolph Clausius (1822-1888).

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