O documento fornece informações sobre calorimetria, definindo conceitos como calor, calor sensível, calor latente, capacidade térmica e equações fundamentais da calorimetria. Exemplos de substâncias e suas propriedades térmicas também são apresentados.

1. CALORIMETRIACALORIMETRIA
ProfProfaa
. Karinne Mendes. Karinne Mendes
Disciplina: FísicaDisciplina: Física
2º Ano2º Ano

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. 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. Tipos de CalorTipos de Calor
• Calor SensívelCalor Sensível

5. • Calor LatenteCalor Latente

6. • Corpo (recebe ou perde calor) → variação
de temperatura ou mudança de estado
• Variação de Temperatura → Calor
Sensível
• Mudança de Estado → Calor Latente

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. 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. ATENÇÃO!!!ATENÇÃO!!!
Elevação de Temperatura (Θf>Θi) Calor Recebido→ (Q >
0)
Diminuição de Temperatura (Θf<Θi) Calor Cedido→ (Q <
0)

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. Mudança de FaseMudança de Fase

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. Calor latente
Q = m . L
Onde:
Q = quantidade de calor trocada no processo;
m = massa do material;
L = calor latente.

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. Curvas de Aquecimento e deCurvas de Aquecimento e de
ResfriamentoResfriamento

17. 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

18. 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

19. 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

20. 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

21. **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

22. CalorímetrosCalorímetros
• Dispositivos isolados termicamente do meio
exterior;
• É quase nula sua participação nas trocas de
calor;

24. 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.

25. 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.

26. 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).

27. 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:

28. 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.

29. 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).

30. 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).

31. 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

32. 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.

33. 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

34. 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.

35. 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;

36. • 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.

37. • 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;

38. • 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).