Equilíbrio térmico
teoria e aplicações
Professora : Adrianne Mendonça
 imagine um corpo A e um corpo B onde A
> B num sistema termicamente isolado.
O que se observa é que o corpo A vai
transf...
 Assim pode-se escrever:
 -QA = +QB
 QA + QB = 0

 Conclui-se que: quando dois ou mais corpos, colocados em contato,
...
 Calorímetros são recipientes metálicos
revestidos de isopor, que faz deles um
sistema isolado, utilizado para realizar
e...
 Calorímetro ideal: além de impedir as
trocas de calor do seu conteúdo com o
meio externo, não pode permitir troca de
cal...
Aplicação 1
 Misturando um litro de água a 70oC e dois
litros de água a 10oC, obtemos três litros
de água a:
 a) 70oC
 ...
Resolução:
Q m c f i
Água quente 1000 g 1 x 70
Água fria 2000 g 1 x 10
Q1 + Q2 = 0
1000 . 1 . (x – 70) + 2000 . 1 . (x – 1...
Aplicação 2
 Uma bacia contém 18 litros de água à temperatura de 24 oC.
Desprezando-se a capacidade térmica da bacia e as...
Resolução:
Q m c f i
Água fria 18.000 g 1 36 24
Água quente x 1 36 72
Q1 + Q2 = 0
18.000 . 1 . (36 – 24) + x . 1 . (36 – 7...
Aplicação 3
 Um corpo de massa m a 270o C é colocado em um recipiente, onde
existe idêntica massa de água a 50o C, obtend...
Resolução:
Q m c f i
corpo m X 70 270
Água m 1 70 50
Q1 + Q2 = 0
m . x . (70 – 270) + m . 1 . (70 – 50) = 0
-200.m.x + 20....
Aplicação 4
 Um calorímetro de capacidade termica
100cal/ºC contem 500 gramas de agua a
temperatura de 30º. um corpo de c...
Resolução
 C = capacidade térmica do calorímetro =
100 cal/ºC = m.c
ti = temperatura inicial para o calorímetro
e a água ...
Resolução
 Q calorímetro + Q água + Q cobre = 0
m.c.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) = 0
C.(tf - ti) + m.c.(tf -...
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Equilíbrio térmico teoria e aplicações

  1. 1. Equilíbrio térmico teoria e aplicações Professora : Adrianne Mendonça
  2. 2.  imagine um corpo A e um corpo B onde A > B num sistema termicamente isolado. O que se observa é que o corpo A vai transferir energia térmica para o corpo B até que ocorra o equilíbrio térmico. Como o sistema é termicamente isolado, ou seja, não troca energia térmica com o meio, o calor cedido por A (-QA) é igual ao calor recebido por B (QB).
  3. 3.  Assim pode-se escrever:  -QA = +QB  QA + QB = 0   Conclui-se que: quando dois ou mais corpos, colocados em contato, constituem um sistema isolado, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas até o equilíbrio térmico é igual a zero.  Qtrocado = 0 
  4. 4.  Calorímetros são recipientes metálicos revestidos de isopor, que faz deles um sistema isolado, utilizado para realizar experiências de trocas de calor.  O calorímetro deve servir como recipiente e participar das trocas de calor, cedendo ou recebendo calor para o conteúdo.  
  5. 5.  Calorímetro ideal: além de impedir as trocas de calor do seu conteúdo com o meio externo, não pode permitir troca de calor com os corpos nele contidos. Sua capacidade térmica é considerada desprezível.
  6. 6. Aplicação 1  Misturando um litro de água a 70oC e dois litros de água a 10oC, obtemos três litros de água a:  a) 70oC  b) 40oC  c) 35oC  d) 30oC  e) 20oC
  7. 7. Resolução: Q m c f i Água quente 1000 g 1 x 70 Água fria 2000 g 1 x 10 Q1 + Q2 = 0 1000 . 1 . (x – 70) + 2000 . 1 . (x – 10) = 0 1000 x – 70.000 + 2000 x – 20.000 = 0 3000 x = 90.000 X = 30 C Alternativa D
  8. 8. Aplicação 2  Uma bacia contém 18 litros de água à temperatura de 24 oC. Desprezando-se a capacidade térmica da bacia e as perdas para o ambiente, pode-se obter uma mistura à temperatura final de 36 oC. despejando-se na bacia certa quantidade de água a 72 oC. Essa quantidade de água deverá ser de:  a) 7,5 litros  b) 6,0 litros  c) 4,5 litros  d) 3,0 litros  e) 1,5 litros
  9. 9. Resolução: Q m c f i Água fria 18.000 g 1 36 24 Água quente x 1 36 72 Q1 + Q2 = 0 18.000 . 1 . (36 – 24) + x . 1 . (36 – 72) = 0 18.000 . 12 + x . (-36) = 0 36 . x = 216.000 X = 6.000 g 6 litros Alternativa B
  10. 10. Aplicação 3  Um corpo de massa m a 270o C é colocado em um recipiente, onde existe idêntica massa de água a 50o C, obtendo-se uma temperatura de equilíbrio igual a 70o C. Admitindo que somente houve troca de calor entre o corpo e a água, o calor específico do corpo, em cal/goC, é igual a:  a) 0,010  b) 0,030  c) 0,054  d) 0,20  e) 0,10
  11. 11. Resolução: Q m c f i corpo m X 70 270 Água m 1 70 50 Q1 + Q2 = 0 m . x . (70 – 270) + m . 1 . (70 – 50) = 0 -200.m.x + 20.m = 0 200.m.x = 20.m X = 0,10 cal/g. C Alternativa E
  12. 12. Aplicação 4  Um calorímetro de capacidade termica 100cal/ºC contem 500 gramas de agua a temperatura de 30º. um corpo de cobre cuja massa é de 200 gramas e cuja temperatura eh 300 ºC eh jogado dentro do calorimetro.calcule a temperatura de equilibrio. Sao dados:calor especifico da agua = 1,0 cal/gºC;calor especifico do cobre = 0,093 cal/gºC.
  13. 13. Resolução  C = capacidade térmica do calorímetro = 100 cal/ºC = m.c ti = temperatura inicial para o calorímetro e a água = 30º C tf = temperatura do equilíbrio térmico = ? ti = temperatura inicial para o cobre = 300º C
  14. 14. Resolução  Q calorímetro + Q água + Q cobre = 0 m.c.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) = 0 C.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) + m.c.(tf - ti) = 0 100.(tf - 30) + 500.1.(tf - 30) + 200.0,093.(tf - 300) = 0 100 tf - 3000 + 500 tf - 15000 + 18,6.(tf - 300) = 0 100 tf - 3000 + 500 tf - 15000 + 18,6 tf - 5580 = 0 100 tf + 500 tf + 18,6 tf = 3000 + 15000 + 5580 618.6 tf = 23580 tf = 23580/618,6 tf = 38,11º C

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