Este documento resume três aulas sobre termometria, calorimetria e máquinas térmicas para estudantes do ensino médio. A primeira aula explica os diferentes tipos de termômetros e escalas térmicas, incluindo Celsius, Fahrenheit e Kelvin. A segunda aula aborda os conceitos de calor e calorimetria, incluindo os tipos de calor. A terceira aula discute máquinas térmicas. Atividades e uma avaliação são fornecidas para reforçar a compreensão dos alunos.
Este documento apresenta uma sequência didática para o ensino de conceitos de física térmica para alunos do ensino médio na modalidade EJA. A sequência didática é dividida em três seções: a primeira seção apresenta a fundamentação teórica sobre temperatura, calor e outros conceitos térmicos; a segunda seção descreve a sequência didática em detalhe, incluindo objetivos, conteúdos, metodologias e avaliações; a terceira seção apresenta questionários aplicados durante a sequência didática.
Este documento apresenta o planejamento anual de aulas de Física para o 2o ano do ensino médio. Ele inclui o número total de aulas por bimestre e ano letivo, além de listar os tópicos que serão abordados, como distribuição de energia na Terra, transferência de calor e ondas.
O plano de curso de física apresenta os objetivos gerais e específicos do curso, as unidades temáticas de cada ano letivo, e os tópicos e objetivos de cada unidade. As unidades incluem tópicos como cinemática, dinâmica, hidrostática, termodinâmica, óptica e eletromagnetismo.
[1] O documento apresenta atividades pedagógicas sobre processos de transmissão de calor para alunos do ensino médio, abordando conceitos como condução, convecção e irradiação térmica.
[2] São propostas três aulas tratando dos principais modos de propagação do calor, aplicações do calor em máquinas térmicas como geladeiras e motores, e conservação de energia em processos termodinâmicos.
[3] Alunos deverão realizar as atividades de forma autônoma com suporte
- O encontro começou com a devolutiva das atividades anteriores e esclarecimento de dúvidas. Em seguida, houve a leitura do relato do encontro anterior e conversa sobre projetos interdisciplinares.
- Os cursistas assistiram a um vídeo sobre unidades de medidas e realizaram atividades práticas de medidas de comprimento utilizando fitas métricas e decímetros.
- Foram revisados conceitos de medidas como metro, centímetro, quilômetro, área, massa e tempo. As ativid
- O documento apresenta o planejamento de encontros do programa de formação continuada de professores da Prefeitura Municipal de Vinhedo sobre o tema Matemática.
- Os encontros abordaram grandezas e medidas, incluindo atividades práticas e discussão de textos.
- As reuniões tiveram o objetivo de estimular reflexões sobre a conexão entre matemática e vida cotidiana e a relação entre diferentes temas matemáticos e outras áreas do conhecimento.
Este plano de ensino descreve a disciplina de Física A oferecida no Campus Araranguá-Ara da Universidade Federal de Santa Catarina para os cursos de Engenharia de Energia e Engenharia de Computação no semestre 2013.2. A disciplina abordará conceitos de cinemática, dinâmica, conservação de energia e momento linear aplicados a partículas e corpos rígidos ao longo de 18 aulas semanais. Serão realizadas três provas escritas e atividades de frequência para avaliação dos estudantes.
Este documento descreve uma situação de aprendizagem sobre o sistema cardiovascular, seu objetivo é permitir aos alunos compreender o funcionamento do sistema cardiovascular, sua função e fisiologia, bem como associar hábitos saudáveis para prevenir doenças. A situação de aprendizagem inclui aulas expositivas, uma aula prática de anatomia com peças anatômicas e uma avaliação na forma de um relatório da aula prática.
Este documento apresenta uma sequência didática para o ensino de conceitos de física térmica para alunos do ensino médio na modalidade EJA. A sequência didática é dividida em três seções: a primeira seção apresenta a fundamentação teórica sobre temperatura, calor e outros conceitos térmicos; a segunda seção descreve a sequência didática em detalhe, incluindo objetivos, conteúdos, metodologias e avaliações; a terceira seção apresenta questionários aplicados durante a sequência didática.
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O documento é uma avaliação de física para alunos do 2o ano do ensino médio. Contém questões sobre conceitos de temperatura e escalas termométricas como Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Também aborda questões sobre calor e equilíbrio térmico.
O documento é uma avaliação de física do 2o ano do ensino médio contendo questões sobre conceitos de temperatura e calor. A avaliação inclui questões de múltipla escolha e completar afirmações com palavras-chave relacionadas a escalas de temperatura, agitação molecular, equilíbrio térmico e conversão entre escalas Celsius e Fahrenheit.
Este documento fornece informações sobre calor e temperatura para alunos do 9o ano. Discute conceitos como calor, temperatura, termômetros e escalas termométricas. Explica como o calor se propaga através da condução, convecção e radiação.
Este documento fornece informações sobre calor, temperatura e formas de transferência de calor. Ele inclui definições de calor e temperatura, explica os termômetros e escalas termométricas, e discute a condução, convecção e radiação como meios de propagação de calor.
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Este documento apresenta uma avaliação de recuperação de física para o 2o ano do ensino médio, contendo 15 questões sobre conceitos como operações com potências de 10, classificação de triângulos, escalas termométricas, transmissão de calor e brisa marítima. O aluno deve realizar cálculos, relacionar colunas, representar graficamente um triângulo retângulo e explicar fenômenos físicos.
Este documento apresenta questões e resoluções de exames nacionais e testes intermédios de Física e Química dos 10o e 11o anos. Inclui questões sobre física do 10o ano, abrangendo as unidades "Do Sol ao aquecimento" e "Energia em movimentos", assim como questões de química do 10o ano sobre as unidades "Das estrelas ao átomo" e "Na atmosfera da Terra: radiação, matéria e estrutura". Apresenta também questões de física e química do
Esta produção textual aborda o cálculo do volume de um cone utilizando integral por revolução e o cálculo do centro de massa de objetos. O estudante constrói um cone, calcula seu volume teoricamente e experimentalmente por meio da lei de Arquimedes, comparando os resultados. A segunda etapa discute o conceito de centro de massa e sua relação com o movimento de corpos. O relatório final integra essas análises interdisciplinares entre matemática e física.
No 2o bimestre da 1a série do Ensino Médio, o conteúdo mais abordado é o estudo do clima. Neste caderno de atividades, apresentamos três aulas: na primeira diferenciamos tempo e clima; na segunda associamos elementos climáticos aos fatores geográficos; e na terceira analisamos classificações climáticas e sua correlação com a distribuição de biomas. Ao final, sugerimos uma pesquisa complementar sobre os biomas brasileiros.
Este documento fornece instruções e conteúdo sobre física para alunos do ensino médio. Aborda tópicos como calor, temperatura e máquinas térmicas. Inclui atividades práticas para investigação e pesquisa sobre esses conceitos.
Caderno do Aluno Física 2 Ano vol 1 2014-2017Diogo Santos
Este documento fornece instruções e atividades para alunos aprenderem sobre conceitos fundamentais de física térmica, como calor, temperatura e fontes de calor. Os alunos serão apresentados a esses conceitos por meio de discussões, pesquisas e atividades práticas orientadas pelo professor.
Este documento fornece quatro planejamentos para aulas de matemática do 6o ano sobre grandezas e medidas, conversões, probabilidade e estatística. Cada planejamento inclui objetivos, habilidades, atividades e recursos para ensinar os tópicos, com foco em resolver problemas envolvendo diferentes grandezas e realizar conversões entre unidades de medidas.
Este documento descreve um experimento para construir um termômetro caseiro com alunos do 2o ano do ensino médio usando materiais como vidro, álcool e corante. O objetivo é demonstrar o funcionamento de um termômetro e sua relação com a escala Celsius, estimulando os estudantes. O procedimento inclui encher um vidro com álcool, adicionar um canudo de vidro, mergulhar no gelo e água fervendo para estabelecer pontos e marcar a escala em comparação com a Celsius.
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O documento apresenta uma avaliação de Física do 2o ano do ensino médio com 10 questões sobre conceitos térmicos como escalas termométricas, operações com potências de 10 e transferência de calor.
Introdução à TERMOLOGIA - Escalas TermométricasIvys Urquiza
O documento discute escalas termométricas e sua importância para medir temperatura de forma precisa. Apresenta as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin e as relações matemáticas entre elas. Fornece exemplos práticos de conversão entre as escalas e exercícios sobre o tema.
Objetivos do bloco de conteúdos grandezas & medidas incluem: comparar medidas de mesma natureza usando instrumentos de medida; identificar unidades de tempo e usar calendários; relacionar unidades de tempo; reconhecer cédulas e moedas brasileiras e trocá-las de acordo com seus valores; identificar elementos para comunicar resultados de medições.
Este documento apresenta um projeto de ensino de trigonometria no triângulo retângulo para alunos do ensino médio em três etapas: 1) pesquisa histórica sobre o tema, 2) construção de um teodolito e resolução de problemas, 3) estudo das relações trigonométricas e suas propriedades. O objetivo é promover o aprendizado significativo da trigonometria de forma contextualizada e estimular a criatividade dos estudantes.
Este projeto visa ensinar estudantes do ensino médio sobre interdisciplinaridade utilizando novas tecnologias. Os alunos irão medir suas temperaturas corporais ao longo do dia e usar softwares como Excel, Word e PowerPoint para organizar os dados, criar gráficos e apresentar os resultados. O projeto objetiva que os alunos reconheçam conceitos de matemática, física e biologia e aprendam a usar ferramentas digitais em trabalhos escolares.
I. O documento apresenta um caderno de atividades sobre física para alunos do 3o ano do ensino médio, abordando o tema ondas.
II. As atividades são divididas em cinco aulas que abordam propriedades de ondas mecânicas e eletromagnéticas, incluindo som, luz e cores.
III. O objetivo é estimular a aprendizagem autônoma dos alunos com atividades práticas que desenvolvam habilidades do currículo de física.
Este documento apresenta um caderno de atividades de física sobre fenômenos ondulatórios relacionados à luz para alunos do 3o ano do ensino médio. O caderno contém três aulas que abordam reflexão, refração, difração, polarização e interferência da luz, além de atividades e uma avaliação. O objetivo é estimular a aprendizagem autônoma dos alunos sobre esses importantes tópicos da física.
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1) O documento apresenta o modelo geocêntrico de Aristóteles e Ptolomeu, no qual a Terra está parada no centro do Universo e os outros corpos celestes giram em órbitas circulares ao seu redor.
2) O modelo de Aristóteles é baseado na teoria dos quatro elementos da matéria (água, ar, terra e fogo) e propõe que a Terra está no centro porque é o elemento mais pesado.
3) O modelo de Ptolomeu aperfeiçoou o de Aristóteles, pro
O documento apresenta um caderno de atividades sobre física para alunos do ensino médio. O caderno aborda os princípios da conservação da quantidade de movimento e da teoria da relatividade restrita ao longo de três aulas, com explicações introdutórias e atividades propostas para os alunos.
O documento apresenta um caderno de atividades sobre física nuclear para alunos do ensino médio. O caderno inclui três aulas que abordam: 1) os modelos atômicos e as principais radiações nucleares como alfa, beta e gama; 2) os processos de fissão e fusão nuclear; e 3) o conceito de meia-vida radioativa. Há também exercícios, uma avaliação e sugestão de pesquisa para aprofundar o aprendizado de forma autônoma com mediação do professor.
1) O documento apresenta atividades pedagógicas de aprendizagem autorregulada para o 3o bimestre do ensino médio sobre física. 2) As atividades abordam fontes de geração de energia como usinas hidrelétricas e termelétricas, além de diferentes formas de energia. 3) O documento propõe aulas, atividades e uma avaliação para que os alunos desenvolvam autonomamente as competências relacionadas ao tema.
Este documento apresenta conceitos sobre fenômenos ondulatórios relacionados à luz, como reflexão, refração, difração e interferência. Na primeira aula, explica a reflexão e refração da luz, apresentando esquemas dos fenômenos e a lei de Snell sobre refração. A segunda aula aborda outros fenômenos como difração, polarização e interferência. A terceira aula trata da dualidade onda-partícula da luz e do efeito fotoelétrico. Há também atividades
I. O documento apresenta um caderno de atividades sobre física para alunos do 3o ano do ensino médio, abordando o tema ondas.
II. As atividades incluem cinco aulas sobre propriedades de ondas, som, luz e cores, além de avaliações e sugestões de pesquisa.
III. O objetivo é estimular a aprendizagem autônoma dos alunos sobre os fenômenos relacionados à luz e ondas eletromagnéticas.
A primeira aula apresenta o princípio da inércia, descrito pela primeira lei de Newton, e a terceira lei de Newton sobre ação e reação. Exemplos ilustram como esses princípios se aplicam em situações cotidianas como no trânsito e ao caminhar. A segunda aula irá abordar a segunda lei de Newton sobre a relação entre força e aceleração.
1) O documento apresenta o modelo geocêntrico de Aristóteles e Ptolomeu, no qual a Terra está parada no centro do Universo e os outros corpos celestes giram em órbitas circulares ao seu redor.
2) O modelo de Aristóteles é baseado na teoria dos quatro elementos da matéria (água, ar, terra e fogo) e propõe que a Terra está no centro por ser o elemento mais "noble".
3) Ptolomeu aperfeiçoou o modelo geocêntrico com a introdu
Este documento apresenta atividades pedagógicas de aprendizagem autorregulada sobre o tema do magnetismo para alunos do ensino médio. As atividades abordam conceitos como campo magnético, força magnética e indução eletromagnética ao longo de 5 aulas para desenvolver habilidades relacionadas ao tema.
Este documento apresenta um caderno de atividades sobre circuitos elétricos para alunos do ensino médio. Ele introduz conceitos como tensão, corrente, potência e resistência elétrica e explica como esses conceitos se relacionam. O documento também aborda o consumo de energia elétrica e a associação de resistores em circuitos. As atividades propõem exercícios e pesquisas para ajudar os alunos a compreenderem esses assuntos de forma autônoma.
Folheto | Centro de Informação Europeia Jacques Delors (junho/2024)Centro Jacques Delors
Estrutura de apresentação:
- Apresentação do Centro de Informação Europeia Jacques Delors (CIEJD);
- Documentação;
- Informação;
- Atividade editorial;
- Atividades pedagógicas, formativas e conteúdos;
- O CIEJD Digital;
- Contactos.
Para mais informações, consulte o portal Eurocid:
- https://eurocid.mne.gov.pt/quem-somos
Autor: Centro de Informação Europeia Jacques Delors
Fonte: https://infoeuropa.mne.gov.pt/Nyron/Library/Catalog/winlibimg.aspx?doc=48197&img=9267
Versão em inglês [EN] também disponível em:
https://infoeuropa.mne.gov.pt/Nyron/Library/Catalog/winlibimg.aspx?doc=48197&img=9266
Data de conceção: setembro/2019.
Data de atualização: maio-junho 2024.
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1. Física
Aluno
CCaaddeerrnnoo ddee AAttiivviiddaaddeess
PPeeddaaggóóggiiccaass ddee
AApprreennddiizzaaggeemm
AAuuttoorrrreegguullaaddaa -- 0011
22ªª SSéérriiee || 11°° BBiimmeessttrree
Disciplina Curso Bimestre Série
Física Ensino Médio 1° 2ª
Habilidades Associadas
1. Conhecer escalas termométricas e suas relações.
2. Compreender a diferença entre temperatura e calor, e o estudo de calor.
3. Reconhecer os benefícios criados através dos avanços tecnológicos, as máquinas térmicas.
2. 2
A Secretaria de Estado de Educação elaborou o presente material com o intuito de estimular o
envolvimento do estudante com situações concretas e contextualizadas de pesquisa, aprendizagem
colaborativa e construções coletivas entre os próprios estudantes e respectivos tutores – docentes
preparados para incentivar o desenvolvimento da autonomia do alunado.
A proposta de desenvolver atividades pedagógicas de aprendizagem autorregulada é mais uma
estratégia para se contribuir para a formação de cidadãos do século XXI, capazes de explorar suas
competências cognitivas e não cognitivas. Assim, estimula-se a busca do conhecimento de forma
autônoma, por meio dos diversos recursos bibliográficos e tecnológicos, de modo a encontrar soluções
para desafios da contemporaneidade, na vida pessoal e profissional.
Estas atividades pedagógicas autorreguladas propiciam aos alunos o desenvolvimento das
habilidades e competências nucleares previstas no currículo mínimo, por meio de atividades
roteirizadas. Nesse contexto, o tutor será visto enquanto um mediador, um auxiliar. A aprendizagem é
efetivada na medida em que cada aluno autorregula sua aprendizagem.
Destarte, as atividades pedagógicas pautadas no princípio da autorregulação objetivam,
também, equipar os alunos, ajudá-los a desenvolver o seu conjunto de ferramentas mentais, ajudando-o
a tomar consciência dos processos e procedimentos de aprendizagem que ele pode colocar em prática.
Ao desenvolver as suas capacidades de auto-observação e autoanálise, ele passa a ter maior
domínio daquilo que faz. Desse modo, partindo do que o aluno já domina, será possível contribuir para
o desenvolvimento de suas potencialidades originais e, assim, dominar plenamente todas as
ferramentas da autorregulação.
Por meio desse processo de aprendizagem pautada no princípio da autorregulação, contribui-se
para o desenvolvimento de habilidades e competências fundamentais para o aprender-a-aprender, o
aprender-a-conhecer, o aprender-a-fazer, o aprender-a-conviver e o aprender-a-ser.
A elaboração destas atividades foi conduzida pela Diretoria de Articulação Curricular, da
Superintendência Pedagógica desta SEEDUC, em conjunto com uma equipe de professores da rede
estadual. Este documento encontra-se disponível em nosso site www.conexaoprofessor.rj.gov.br, a fim
de que os professores de nossa rede também possam utilizá-lo como contribuição e complementação às
suas aulas.
Estamos à disposição através do e-mail curriculominimo@educacao.rj.gov.br para quaisquer
esclarecimentos necessários e críticas construtivas que contribuam com a elaboração deste material.
Secretaria de Estado de Educação
Apresentação
3. 3
Caro aluno,
Neste caderno, você encontrará atividades diretamente relacionadas a algumas
habilidades e competências do 1° Bimestre do Currículo Mínimo de Física da 2ª Série do
Ensino Médio. Estas atividades correspondem aos estudos durante o período de um
mês.
A nossa proposta é que você, Aluno, desenvolva estas Atividades de forma
autônoma, com o suporte pedagógico eventual de um professor, que mediará as trocas
de conhecimentos, reflexões, dúvidas e questionamentos que venham a surgir no
percurso. Esta é uma ótima oportunidade para você desenvolver a disciplina e
independência indispensáveis ao sucesso na vida pessoal e profissional no mundo do
conhecimento do século XXI.
Neste Caderno de Atividades, vamos aprender a diferença entre Temperatura e
Calor! Na primeira parte deste caderno, você vai identificar os termômetros mais
utilizados pela ciência e compreender como este assunto está presente em nossa vida e
também vai aprender a reconhecer e construir correlações de termômetros. Na segunda
parte, iremos abordar conceitos de Calorimetria, estudando medição do calor e as
trocas com os corpos. E por fim vamos entender a física das máquinas térmicas.
Este documento apresenta 3 (três) aulas. As aulas podem ser compostas por uma
explicação base, para que você seja capaz de compreender as principais ideias
relacionadas às habilidades e competências principais do bimestre em questão, e
atividades respectivas. Leia o texto e, em seguida, resolva as Atividades propostas. As
Atividades são referentes a três tempos de aulas. Para reforçar a aprendizagem, propõe-
se, ainda, uma pesquisa e uma avaliação sobre o assunto.
Um abraço e bom trabalho!
Equipe de Elaboração
5. 5
Caro aluno, um dos principais equívocos que cometemos no dia a dia é
confundir temperatura com calor. E podemos desfazer esse equívoco entendendo um
pouco mais sobre essas grandezas.
Quando se tem um nível de agitação molecular, uma sensação de quente ou de
frio, estaremos tratando de temperatura. Quanto maior o nível de agitação térmica
molecular, maior será a temperatura.
Calor é uma forma de energia que passa de um corpo para outro devido a uma
diferença de temperatura entre os corpos. É importante salientar que essa troca de
energia ocorre do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.
Primeiramente, iremos tratar de termometria, que é o estudo das medições de
temperaturas.
Então nos perguntamos: Como é que medimos a temperatura?
Vários cientistas criaram escalas termométricas em situações diferentes. A mais
utilizada na maioria dos países, é a escala Celsius criada pelo astronômo sueco Anders
Celsius, em 1742. Celsius percebeu que em sua escala existiam dois pontos fixos
fundamentais: o ponto de fusão, no qual Celsius encontrou o valor de 0°C e o ponto de
ebulição, no valor de 100°C sobre pressão de 1 atm.
Outra escala é a Fahrenheit, criada pelo físico alemão Gabriel Daniel Fahrenheit em
1727, utilizada nos países de língua inglesa. Fahrenheit descobriu diferentes valores
para os mesmos pontos fixos de Celsius, encontrando 32°F para o ponto de fusão e
212°F para o ponto de ebulição.
Aula 1: Termometria
6. 6
A escala utilizada no meio científico é conhecida como escala absoluta, foi criada
pelo físico, engenheiro e matemático britânico Lord Kelvin que encontrou 273°K para o
ponto de fusão do gelo e 373°K para o ponto de ebulição da água.
Fonte: www.coladaweb.com
E qual dessas escalas é a correta?
Todas são, porém para o mesmo valor de temperatura encontramos marcações
diferentes, para isso existe uma correlação entre as escalas termométricas. A
expressão abaixo relaciona essa correlação entre as três escalas termométricas.
Exemplo:
Um brasileiro viajou para os Estados Unidos e chegando lá percebeu que o
termômetro marcava 113° F. Um estudante aqui no Brasil, intrigado, calculou a
temperatura dele em nossa escala, e qual das opções abaixo explica melhor a
conclusão do estudante?
7. 7
(A) O viajante estava com frio!
(B) O viajante estava com calor!
(C) O viajante estava com uma sensação amena!
(D) Não existe uma temperatura conclusiva!
Resolução:
1° Passo – Identificar a escala na qual o estudante terá uma noção de temperatura.
Como é a escala Celsius, iremos fazer a correlação somente entre a escala Celsius e a
escala existente no problema:
2° Passo – Substituir o valor da escala existente no problema na temperatura do
termômetro e resolver utilizando seus conhecimentos em matemática:
Utilizando o bom senso, o estudante percebeu que o viajante estava em um
país cuja temperatura era equivalente a 45 ° C, logo a resposta para o problema
proposto é a letra B.
8. 8
Vamos praticar um pouco?
1) Converta as seguintes temperaturas abaixo:
a) 20ºC em grau Fahrenheit.
b) 41ºF em grau Celsius.
c) 27ºC em Kelvin.
d) 50K em Celsius.
e) 41ºF em Kelvin.
f) 293K em grau Fahrenheit.
2) A temperatura de 1220
F corresponde a:
(A) 40
C
(B) 200
C
(C) 320
C
(D) 500
C
(E) 630
C
3) Numa determinada escala X, arbitrária, um termômetro marca 00
X para o ponto de
fusão do gelo e 500
X para o ponto de ebulição da água, ao nível do mar. Que
temperatura esse termômetro marcaria se fosse mergulhado em um líquido cuja
temperatura é de 500
C?
(A) 250
X
(B) 350
X
(C) 500
X
(D) 1000
X
Atividade 1
9. 9
Na aula passada definimos temperatura e calor, agora iremos nos aprofundar no
estudo deste último. A calorimetria é a parte da física que estuda a troca de calor entre
corpos que estão em diferentes temperaturas.
É possível medir o calor ?
Sim, através de um instrumento chamado calorimetro. Este instrumento ao medir
a quantidade de energia térmica de um corpo (temperatura) possibilita medir o calor
que este corpo é capaz de produzir.
Quantos tipos de calor existem ?
Existem três tipos de calor. O calor sensível, é o tipo de calor que provoca a
variaçao de temperatura de um corpo sem alterar seu estado de agregação da
matéria, e este tipo de calor é regido pela equação fundamental da calorimetria:
Q = m. c. T
Onde:
Q = Quantidade de calor recebida (ou cedida) por um corpo;
m = massa do corpo;
c = calor específico da substância que constitui o corpo;
T = variação de temperatura.
Aula 2: Calorimetria
10. 10
O calor latente é oposto ao calor sensível, quando fornecemos uma energia ao
sistema, o mesmo mantém a temperatura, porém seu estado de agregação sofre
alteração e a equação abaixo fornece a quantidade de calor latente:
Q = m . L
Onde:
Q = Quantidade de calor recebida (ou cedida) por um corpo;
m = massa do corpo;
L = calor latente de fusão ou de vaporização.
Se o calor latente (L) for de fusão, possui um valor constante de 80 cal / g, caso
seja de vaporização o valor constante muda para 540 cal / g.
E, por fim, o calor específico (c), que é a quantidade de calor necessária para
elevar de 1°C de temperatura de 1 g de uma dada substância. O calor específico da
água tem uma mudança de valores de acordo com seu estado físico:
cgelo = 0,5 cal / g °C
cágua = 1 cal / g °C
cvapor = 0,5 cal / g °C
Uma outra grandeza da calorimetria é a capacidade térmica de um corpo. Esta
grandeza é definida pelo produto da massa (m) do corpo, pelo calor específico do
mesmo.
C = m. c
Como identificar em um problema essas grandezas?
Através do sistema internacional de medidas saberemos a informação que o
problema nos indica. A unidade no sistema internacional que mede a quantidade de
calor (Q) é denominada Joule (J), porém é mais utilizada a caloria (cal).E a relação
entre essas duas unidades pode ser determinada da seguinte forma:
11. 11
1 cal = 4,186 J
As outras unidades de medidas na calorimetria são:
m - massa - grama - ( g ).
c - calor específico - caloria/grama. grau Celsius - ( cal/g.ºC ).
T - variação de temperatura - grau Celsius (ºC).
L – calor latente de fusão ou de vaporização – caloria / grama – (cal / g)
Analisando graficamente o comportamento da água, podemos expressar em dois
tipos distintos, a curva de aquecimento e a curva de resfriamento. O gráfico abaixo
mostra a curva de aquecimento da água, é obrigatório não pular etapas na resolução
de problemas:
O gráfico a seguir mostra o oposto ao anterior, é a curva de resfriamento da
água:
12. 12
Exemplo 1:
Um corpo de massa 50 gramas recebe 300 calorias e sua temperatura sobe de -
10ºC até 20 ºC. Determine a capacidade térmica do corpo e o calor específico da
substância que o constitui:
1° Passo – Separar todos os dados que o problema informa:
m = 50 g
Q = 300 cal
T0 = -10°C
T = 20 °C
T = 20 – ( - 10)
T = 30 ° C
2° Passo – Identificar com os dados do 1° passo, a formulação matemática para
aplicação do problema:
13. 13
3° passo – substituir todos os dados nas formulações do 2° passo:
Exemplo 2:
Um sólido de calor latente de fusão 120 cal/g, recebe 72.000 cal, até sua fusão
total. Determine a massa do sólido:
1° Passo – Separar todos os dados que o problema informa:
2° Passo – Identificar com os dados do 1° passo, a formulação matemática para
a aplicação do problema:
3° passo – Substituir todos os dados nas formulações do 2° passo:
14. 14
E quando misturamos substâncias de diferentes temperaturas, o que
acontece?
Para responder a essa questão devemos conhecer outro conceito que envolve
calor. Este novo conceito é conhecido como equilíbrio térmico que está presente no
nosso dia a dia, como por exemplo, ao misturarmos café com leite.
Se colocarmos um objeto quente próximo a um frio, logo os dois estarão na
mesma temperatura, ou seja, o calor é transferido do objeto com temperatura maior
para o objeto com temperatura menor. E a equação que determina o equilíbrio
térmico é dada por:
Onde :
, , , são as quantidades de calor de cada corpo existente.
Exemplo 3:
Um corpo de 400g e calor específico sensível de 0,20cal/g°C, a uma
temperatura de 10°C, é colocado em contato térmico com outro corpo de 200g e calor
específico sensível de 0,10cal/g°C, a uma temperatura de 60°C. A temperatura final,
uma vez estabelecido o equilíbrio térmico entre os dois corpos, será de:
(A) 14°C
(B) 15°C
(C) 20°C
(D) 30°C
(E) 40°C
15. 15
1° Passo - Separar todos os dados que o problema informa:
2° Passo – Escrever a equação fundamental da calorimetria para cada material:
Sabendo que,
3° Passo – Substituir todas as variáveis na equação fundamental da calorimetria
de cada material:
4° Passo – Aplicar na equação de equilíbrio térmico as equações do 3° passo e
resolver matematicamente:
Resposta : C
16. 16
Vamos praticar um pouco?
1) Determine a quantidade de calor necessária para transformar 200g de gelo a -10ºC
em água a 20ºC. Dados: calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g, calor específico da
água = 1 cal/g.ºC e calor específico do gelo = 0,5 cal/g.o
C.(Dica: Siga a sequência da
curva de aquecimento)
2) Quando misturamos 1,0kg de água (calor específico sensível = 1,0cal/g°C) a
70° com 2,0kg de água a 10°C, obtemos 3,0kg de água a:
(A) 10°C
(B) 20°C
(C) 30°C
(D) 40°C
(E) 50°C
3) Um corpo de massa 100 gramas recebe 500 calorias e sua temperatura sobe de -
10ºC até uma temperatura final ( T2 ). Sabendo que a capacidade térmica do corpo é
igual a 50 cal/ºC, determine a temperatura final do corpo:
Atividade 2
17. 17
Nesta aula abordaremos uma pequena introdução sobre máquinas térmicas,
uma vez que aprendemos sobre temperatura e calor, é possível compreendermos
melhor o funcionamento de maquinários que utilizam esses conceitos definidos
anteriormente.
Para entendermos um pouco a física de hoje, temos de voltar no tempo e
redescobrirmos de onde surgiram os conceitos que serão estudados adiante.
A primeira máquina térmica que existiu foi a chamada máquina de Heron, dado
esse nome devido ao seu inventor grego Heron, essa máquina consistia em aprisionar
água em um recipiente esférico de metal com dois furos. Ao aquecer essa água neste
recipiente, o vapor escapava e fazia com que a esfera girasse.
Fonte - http://maaquinastermicas.blogspot.com.br/2009/11/na-historia.html
Mas então, nos perguntamos: o que seria essa máquina térmica?
Aula 3: Máquinas Térmicas
18. 18
A máquina térmica é um dispositivo capaz de transformar energia térmica
(proveniente de calor) em trabalho mecânico.
Com o avanço tecnológico dos séculos passados, o mecânico e ferreiro inglês
Thomas Newcomen instalou em uma mina de carvão uma máquina utilizada para
drenar a água acumulada na mina, a primeira máquina a vapor em 1712. Foi a primeira
máquina térmica que transformava calor em trabalho mecânico.
Fonte - es.wikipedia.org
E em 1770, o escocês James Watt, apresentou um modelo que viria a substituir
os modelos propostos anteriormente ao seu trabalho, pois o modelo proposto por
Watt era mais eficiente e futuramente foi empregado em moinhos, em acionamento
de bombas d’água e mais tarde em locomotivas e barcos a vapor.
O modelo criado por Watt obedecia às leis da termodinâmica. A lei zero da
termodinâmica pode ser entendida da seguinte forma: “se um corpo A está em
equilíbrio térmico com um corpo B e este último com um corpo C, então o corpo A está
em equilíbrio com C ”.
A primeira lei relaciona a energia interna ( ) de um corpo com o calor cedido
(Q) e o trabalho realizado ( ) da seguinte maneira:
E a unidade no sistema internacional de energia, calor e trabalho é o Joule(J).
19. 19
A segunda lei da termodinâmica é a mais importante para entendermos o
funcionamento de uma máquina térmica. A segunda lei da termodinâmica que é
enunciada da seguinte forma: “uma máquina térmica operando em ciclos, ao retirar
calor de uma fonte quente utiliza parte dele para realizar trabalho e o restante rejeita
para uma fonte fria”.
Fonte - www.infoescola.com
Podemos expressar matematicamente da seguinte formulação:
Desta equação poderemos conceituar a eficiência de uma máquina térmica. O
rendimento assim também conhecido pode ser calculado pela razão entre o trabalho
efetuado pela máquina e o calor cedido pela fonte quente.
Poderemos então compreender melhor esses conceitos com um exemplo:
20. 20
Exemplo:
O esquema a seguir representa o ciclo de operação de determinada máquina
térmica cujo combustível é um gás.
Fonte - www.infoescola.com
Quando em funcionamento, a cada ciclo o gás absorve calor (Q1) de uma fonte
quente, realiza trabalho mecânico (W) e libera calor (Q2) para uma fonte fria, sendo a
eficiência da máquina medida pelo quociente entre W e Q1. Uma dessas máquinas,
que, a cada ciclo, realiza um trabalho de 3,0.104
J com uma eficiência de 60%, foi
adquirida por certa indústria. Em relação a essa máquina, conclui-se que os valores de
Q1, de Q2 e da variação da energia interna do gás são, respectivamente:
(A) 1,8. 104
J ; 5,0. 104
J ; 3,2. 104
J
(B) 3,0. 104
J ; zero ; zero
(C) 3,0. 104
J ; zero ; 3,0. 104
J
(D) 5,0. 104
J ; 2,0. 104
J ; zero
(E) 5,0. 104
J ; 2,0. 104
J ; 3,0. 104
J
Resolução:
Para resolvermos qualquer exercício de física, devemos seguir alguns passos:
21. 21
1° Passo - Separar todos os dados das grandezas físicas existentes:
2° Passo – Identificar as formulações matemáticas possíveis para utilização no
exercício:
3° Passo – Comparar os dados do 1° passo com os do 2° passo substituindo
onde necessário:
Ao acharmos o valor de , substituímos na equação da segunda lei da
termodinâmica para acharmos o valor de .
Para finalizarmos o exercício falta ainda resolver a energia interna. O calor do
problema é a variação da parte quente com a parte fria, então podemos calcular Q da
seguinte forma:
22. 22
Substituindo na primeira lei da termodinâmica, obtemos o valor da energia
interna:
Resposta: D
Agora vamos fazer as atividades propostas abaixo!
1) Numa transformação sobre pressão constante, um gás realiza o trabalho de 400 J,
quando recebe do meio externo 500 J de calor. Qual a variação de energia interna do
gás nessa transformação?
2) Sobre um sistema realiza-se um trabalho de 3.000 J e, em consequência ele fornece
500 cal ao meio externo durante o mesmo intervalo de tempo. Se 1 cal = 4,2 J,
determine a variação de energia do sistema.
3) Um sistema recebeu do meio externo a ele uma quantidade de calor igual a 8.000
cal e realizou, sobre esse meio, um trabalho de 20.000 J. Em joules, qual a variação da
energia interna desse sistema? ( considere 1 cal = 4,2 J)
(A) 13.600
(B) – 12.000
(C) 12000
(D) – 13600
(E) 14000
Atividade 3
23. 23
1) Um turista brasileiro sente-se mal durante a viagem e é levado inconsciente a um
hospital. Após recuperar os sentidos, sem saber em que local estava, é informado de
que a temperatura de seu corpo atingira 104 graus, mas que já “caíra” de 5,4 graus.
Passado o susto, percebeu que a escala termométrica utilizada era a de Fahrenheit.
Desta forma, na escala Celsius, qual a temperatura em que seu corpo se encontrava
antes da queda?
2) O calor específico de certa areia seca vale 0,20cal/g°C. Com essa informação, analise
as afirmações seguintes:
I. Para que 20g dessa areia sofram elevação de 10°C em sua temperatura é
necessário o recebimento de 40 cal.
II. A capacidade térmica de 50g da areia é de 10cal/°C.
III. Ao sofrer abaixamento de 2°C em sua temperatura, cada kg de areia libera
400 cal.
Deve-se dizer dessas afirmações que:
(A) somente a I é correta.
(B) somente a I e a II são corretas.
(C) somente a I e a III são corretas.
(D) somente a II e a III são corretas.
(E) I, a II e a III são corretas.
3) Suponha que uma pessoa precise de 2.400 kcal/dia para suprir suas necessidades e
energia. Num determinado dia, essa pessoa, além de executar suas atividades
regulares, caminhou durante uma hora. A energia gasta nessa caminhada é a mesma
necessária para produzir um aumento de temperatura de 80°C em 3kg de água.
Avaliação
24. 24
Considere o calor específico da água igual a 1 cal/g°C. A necessidade de energia dessa
pessoa, no mesmo dia, em kcal, é equivalente a:
(A) 2.480
(B) 2.520
(C) 2.600
(D) 2.640
(E) 2.890
4) Um recipiente termicamente isolado contém 500g de água na qual se mergulha uma
barra metálica homogênea de 250g. A temperatura inicial da água é 25,0°C e a da
barra 80,0°C. Considere o calor específico da água igual a 1,00cal/g.°C, o do metal igual
a 0,200cal/g.°C e despreze a capacidade térmica do recipiente. Com base nesses
dados, é correto afirmar que a soma das afirmativas correta é?
01) A temperatura final de equilíbrio térmico é de 52,5°C.
02) O comprimento da barra permanece constante durante o processo de troca de
calor.
04) A temperatura inicial da barra, na escala kelvin, é de 353K.
08) A quantidade de calor recebida pela água é igual à cedida pela barra.
16) A energia interna final da água, no equilíbrio térmico, é menor que sua energia
interna inicial.
Soma = ( )
5) Uma máquina térmica executa para cada ciclo um trabalho de 2.000J, e possui um
rendimento de 30 %. Para cada ciclo, quanto de calor é absorvido? (Utilize )
25. 25
Caro aluno, agora que já estudamos todos os principais assuntos relativos ao 1°
bimestre, é hora de discutir um pouco sobre a importância deles na nossa vida. Então,
vamos lá?
Iniciamos este estudo, conhecendo os principais termômetros utilizados no
cotidiano, relacionando com calor e com os avanços tecnológicos a criação de
maquinário proveniente desses conceitos.
Leia atentamente as questões a seguir e através de uma pesquisa responda
cada uma delas de forma clara e objetiva. ATENÇÃO: Não se esqueça de identificar as
Fontes de Pesquisa, ou seja, o nome dos livros e sites nos quais foram utilizados.
I – Vamos construir um termômetro de água. Com esse experimento, pretendemos
reforçar a ideia de escalas termométricas. Vocês irão construir o seu próprio
termômetro, e montar uma escala apropriada para medir a temperatura, apresentar o
termômetro para o restante da turma, além de fazer um relatório com os valores do
ponto de fusão e ebulição para o termômetro para o professor.
( ATENÇÃO: Fazer esta parte da atividade em uma folha separada! )
II – Explique utilizando seus conhecimentos de calorimetria, porque quando chegamos
à praia a areia esta mais quente do que a água.
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
III – Pesquisar como o calor se propaga nos corpos, fazer uma resenha exemplificando.
( ATENÇÃO: Fazer esta parte da atividade em uma folha separada! )
Pesquisa
26. 26
[1] RAMALHO, NICOLAU , TOLEDO. Os Fundamentos da Física 2. 9ª edição. Editora:
Moderna
[2] GASPAR A. , FÍSICA SÉRIE BRASIL- ENSINO, volume único; editora Ática, 2005.
[3] FONTE BOA M., GUIMARÃES L.A. Física 2. Editora: Galera hipermídia, 2006
[4] GREF, Leituras de Física : Física Térmica. Convênio USP / MEC-FNDE, INSTITUTO DE
FÍSICA DA USP, 1998.
[5] ALVARENGA B. , MÁXIMO A., Física Ensino Médio, Programa livro na escola ,
editora scipione, 2006.
Referências
27. 27
COORDENADORES DO PROJETO
Diretoria de Articulação Curricular
Adriana Tavares Maurício Lessa
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Bianca Neuberger Leda
Raquel Costa da Silva Nascimento
Fabiano Farias de Souza
Peterson Soares da Silva
Ivete Silva de Oliveira
Marília Silva
PROFESSORES ELABORADORES
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Prof. Ricardo de Oliveira Freitas
Prof.ª. Saionara Chagas
Equipe de Elaboração