1) O documento discute conceitos fundamentais de calorimetria e trocas de calor, incluindo capacidade térmica, calor específico, equação fundamental da calorimetria e calor latente. 2) São explicados os diferentes estados da matéria - sólido, líquido e gasoso - e o plasma como quarto estado. 3) É mostrado um exemplo numérico de cálculo da quantidade de calor necessária para transformar gelo em vapor d'água.

1. FÍSICA
Prof. Amilcar

2. CALORIMETRIA

4. CAPACIDADE TÉRMICA (C)
Grandeza física utilizada para determinar a variação
térmica de um corpo quando ele recebe calor.
Q
C


5. CALOR ESPECÍFICO (c)
Quantidade de calor que deve ser
fornecida ou retirada de 1 g do material
para que sua temperatura varie 1 °C.
Água – para alterar a
temperatura de 1 g de
água em 1 °C , deve-
se fornecer ou retirar
1 caloria de energia
térmica.

6. SERGIO DOTTA/THE NEXT
Calor específico é a propriedade do material
que quantifica como ele absorve ou cede calor.

7. EQUAÇÃO FUNDAMENTAL
DA CALORIMETRIA
Q = m · c · 

8. CALOR E ENERGIA MECÂNICA
 Experimento de Joule
 Equivalente mecânico
do calor: 1 cal 4,18 J

9. FASES DA MATÉRIA
Sólida Líquida Gasosa

10. PLASMA
 Quarto estado
da matéria
 Gás altamente
ionizado, formado por
nuvens de elétrons
desagregados.

11. Mudanças de estado

12. DIAGRAMA DAS MUDANÇAS
DE ESTADO
Sublimação
Fusão Vaporização
Sólido Líquido Gás
Solidificação Condensação
Cristalização

13. Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

14. Aquecimento de uma amostra de
chumbo

15. CALOR LATENTE (L)
 Quantidade de calor que cada unidade de massa
de uma substância deve receber ou ceder a fim de
passar de um estado a outro, a temperatura
constante.
 Unidades no SI: 1 cal/g = 4,2 · 10³ J/kg.

16. Quantidade de calor necessária
para a mudança de estado físico
Q=mL

17. Determine a quantidade de calor necessária para
transformar 20 g de gelo à -30°C em 20 g de vapor
d’água à 120°C.
Dados:
Calor específico do gelo = 0,5 cal/g.°C
Calor latente de fusão = 80 cal/g
Calor específico da água = 1,0 cal/g.°C
Calor latente de vaporização = 540 cal/g
Calor específico do vapor d’água = 0,5 cal/g.°C

18. -30°C 0°C
Aquecendo o gelo até 0°C:
Q = m . c . 
Q1 = 20 . 0,5 . 30
Q1 = 300 cal

19. 0°C 0°C
Fundindo o gelo:
Q=m.L
Q2 = 20 . 80
Q2 = 1600 cal

20. 0°C 100°C
Aquecendo a água de 0°C até 100°C:
Q = m . c . 
Q3 = 20 . 1 . 100
Q3 = 2000 cal

21. 100°C 100°C
Vaporizando a água:
Q=m.L
Q4 = 20 . 540
Q4 = 10 800 cal

22. 100°C 120°C
Aquecendo o vapor d’água de 100°C até
120°C:
Q = m . c . 
Q5 = 20 . 0,5 . 20
Q5 = 200 cal

23. Calor total:
Q T = Q 1 + Q 2 + Q3 + Q 4 + Q5
QT = 300 + 1600 + 2000 + 10800 + 200
QT = 14.900 cal

24. É possível aquecer um corpo sem
aumentar sua temperatura?

25. Trocas de calor em
recipientes termicamente
isolados

26. ISOLAMENTO TÉRMICO
Termômetro
Tampa
isolante
Capa
externa Água
Capa
Corpo A
interna
Suportes isolantes

27. Trocas de calor e equilíbrio
térmico

28. TROCAS DE CALOR COM
SERGIO DOTTA/THE NEXT
MUDANÇA DE ESTADO

29. QX + QY = 0
Calorímetro não troca calor com o sistema
QX + QY + Qcalorímetro = 0
Calorímetro troca calor com o sistema

30. 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

31. 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

33. CALOR
CALOR LATENTE TROCAS DE CALOR CALOR SENSÍVEL
MUDANÇA DE FASES
CURVA DE VARIAÇÃO DE
OU DE ESTADOS
AQUECIMENTO TEMPERATURA
DA MATÉRIA
CAPACIDADE
CALORÍMETRO
TÉRMICA