CALORIMETRIA
CALORIMETRIA

CALOR:         É a energia transferida de um corpo
               para outro graças a diferença de
               temperatura entre eles.



CALORIA:          É a energia necessária para variar
                  em 1°C a temperatura de 1g de
                  água.

 Logo: 1kcal = 103 cal
      1 cal = 10-3 kcal
CAPACIDADE TÉRMICA DE UM CORPO.
Quem aumenta primeiro a temperatura
em 1°C: 1 litro de leite ou 2 litros de leite?
E qual esfria primeiro ?
Pensando !!!       Para elevar em 1°C a temperatura de 2
                   litros de leite é necessária uma
                   quantidade de calor maior que para
                   elevar em 1°C a temperatura de 1litro
                   do mesmo material.
 Ou seja: corpos diferentes necessitam de diferentes
 quantidade de calor para elevar a sua temperatura em
 1°C.
 Portanto, 1litro de leite aquece primeiro e esfria primeiro
 também.

    Q         → variação da quantidade de calor.
 C
             → variação de temperatura.
CALOR ESPECÍFICO DOS MATERIAIS.

As diferentes sensações térmicas que temos de corpos
em um mesmo ambiente, recebendo a mesma
quantidade de calor, num mesmo intervalo de tempo,
são explicadas pela natureza de cada material.

Isso significa que, para que para elevar em 1°C a
temperatura de 1g, cada material necessita de uma
quantidade diferente de calor, definida como calor
específico do material.

O calor específico do material é a capacidade térmica
por unidade de massa:


    C        → Capacidade térmica.
 c
    m        → Massa do corpo.
*Na tabela abaixo apresentamos valores do calor
específico de algumas substâncias.




                          Calor específico
            Substância       (cal/gºC)
              Água             1,00
              Álcool           0,58
             Alumínio          0,219
             Chumbo            0,031
              Cobre            0,093
              Ferro            0,110
              Gelo             0,55
             Mercúrio          0,033
              Prata            0,056
              Vidro            0,20
           vapor d’água        0,48
MUITO IMPORTANTE!

   A capacidade térmica é uma
    característica do corpo e não da
    substância.
   Portanto, diferentes blocos de
    alumínio têm diferentes
    capacidades térmicas, apesar de
    serem da mesma substância.
   Calor      específico     é    uma
    característica da substância e não
    do corpo.
   Portanto cada substância possui o
    seu calor específico.
EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA
               CALORIMETRIA
   C
c               C  c.m
   m

   Q
C
   
                      Q  C.

 Logo:


         Q  m.c.
OBS.:    A unidade usual de calor específico é cal / g.°C
         (caloria por grama vazes grau Celsius.)
         A unidade de Calor pode ser em Caloria ou Joule;
         1 cal ≈ 4,18 Joules
PRINCÍPIO DA IGUALDADE DAS TROCAS
              DE CALOR
 *Dois corpos de temperaturas diferentes trocam calor
 entre si quando colocados em contato. Por exemplo, se
 você tocar uma vidraça, pode passar calor de sua mão
 para ela; sua mão, portanto, esfria porque perdeu calor e
 conseqüentemente teve a temperatura diminuída. Por
 outro lado, a parte da vidraça que você tocou recebeu
 calor e conseqüentemente sua temperatura aumentou.

 Em um sistema termicamente isolado:

...A quantidade de calor trocada entre os corpos é tal que
a soma da quantidade de calor (ΔQ) recebida com a
quantidade de calor cedida é nula...:

 ΔQrecebida + ΔQcedida = 0   =>     ΔQrecebida = - ΔQcedida
Exemplo:

1. (UFRGS) Um corpo de 2 Kg recebe 8000 J de calor e
   sofre uma variação de temperatura de 100ºC. O valor
   do calor específico desse corpo, em J/Kg.ºC, é:

Resolução:

Q  m.c.
8000( J )  2(kg).c.100(C)
      8000( J )
c
   2(kg).100(C )
    8000( J )
c
   200(kg.C )
         J
c  40
       kg.C

                                   Mole-mole facil-facil !!!
UNIDADES DE MEDIDAS

        usuais                     SI
Q........cal...................Joule (J)
m....grama (g).......quilograma (kg)
t.....Celsius (oC)…….Kelvin (K)
c......cal/g.oC………….J/kg.K
POTÊNCIA
   É a grandeza que expressa a
    quantidade de energia fornecida por
    uma fonte a cada unidade de tempo.
   É a rapidez com a qual uma certa
    quantidade de energia é
    transformada.

       Q
    P         Unidades usuais                  Unidades do SI
       t      Q..............cal............................Joule (J)
               t........minuto (min)……..…..segundo (s)
               P… …cal/min……………Watt (W) = J/s
Princípios
da Calorimetria
Princípio da Igualdade das Trocas de
Calor:
 “Quando dois ou mais corpos, a
temperaturas diferentes, são colocados no
interior de um recipiente termicamente
isolado, eles trocam de calor entre si. A
soma das quantidades de calor recebidas
por uns é igual à soma das quantidades de
calor cedidas por outros.”


  Q  recebidos     Qcedidos   Q  0
Calorímetro      (Vaso    Adiabático):
Recipiente que não permite a troca de
calor com o meio exterior. É muito
utilizado para a determinação do calor
específico de corpos.
Equilíbrio Térmico: Quando dois ou mais
corpos trocam calor há transferência da
energia térmica do corpo mais quente para o
corpo mais frio. O equilíbrio térmico vai
ocorrer quando já não houver um corpo
mais quente ou um mais frio, ou seja,
quando os corpos atingirem a mesma
temperatura.
A temperatura final será igual para todos os
corpos.

     Equilíbrio Térmico  TA = TB =
                 Tequilíbrio

Calorimetria

  • 1.
  • 2.
    CALORIMETRIA CALOR: É a energia transferida de um corpo para outro graças a diferença de temperatura entre eles. CALORIA: É a energia necessária para variar em 1°C a temperatura de 1g de água. Logo: 1kcal = 103 cal 1 cal = 10-3 kcal
  • 3.
    CAPACIDADE TÉRMICA DEUM CORPO. Quem aumenta primeiro a temperatura em 1°C: 1 litro de leite ou 2 litros de leite? E qual esfria primeiro ? Pensando !!! Para elevar em 1°C a temperatura de 2 litros de leite é necessária uma quantidade de calor maior que para elevar em 1°C a temperatura de 1litro do mesmo material. Ou seja: corpos diferentes necessitam de diferentes quantidade de calor para elevar a sua temperatura em 1°C. Portanto, 1litro de leite aquece primeiro e esfria primeiro também. Q → variação da quantidade de calor. C  → variação de temperatura.
  • 4.
    CALOR ESPECÍFICO DOSMATERIAIS. As diferentes sensações térmicas que temos de corpos em um mesmo ambiente, recebendo a mesma quantidade de calor, num mesmo intervalo de tempo, são explicadas pela natureza de cada material. Isso significa que, para que para elevar em 1°C a temperatura de 1g, cada material necessita de uma quantidade diferente de calor, definida como calor específico do material. O calor específico do material é a capacidade térmica por unidade de massa: C → Capacidade térmica. c m → Massa do corpo.
  • 5.
    *Na tabela abaixoapresentamos valores do calor específico de algumas substâncias. Calor específico Substância (cal/gºC) Água 1,00 Álcool 0,58 Alumínio 0,219 Chumbo 0,031 Cobre 0,093 Ferro 0,110 Gelo 0,55 Mercúrio 0,033 Prata 0,056 Vidro 0,20 vapor d’água 0,48
  • 6.
    MUITO IMPORTANTE!  A capacidade térmica é uma característica do corpo e não da substância.  Portanto, diferentes blocos de alumínio têm diferentes capacidades térmicas, apesar de serem da mesma substância.  Calor específico é uma característica da substância e não do corpo.  Portanto cada substância possui o seu calor específico.
  • 7.
    EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA C c  C  c.m m Q C   Q  C. Logo: Q  m.c. OBS.: A unidade usual de calor específico é cal / g.°C (caloria por grama vazes grau Celsius.) A unidade de Calor pode ser em Caloria ou Joule; 1 cal ≈ 4,18 Joules
  • 8.
    PRINCÍPIO DA IGUALDADEDAS TROCAS DE CALOR *Dois corpos de temperaturas diferentes trocam calor entre si quando colocados em contato. Por exemplo, se você tocar uma vidraça, pode passar calor de sua mão para ela; sua mão, portanto, esfria porque perdeu calor e conseqüentemente teve a temperatura diminuída. Por outro lado, a parte da vidraça que você tocou recebeu calor e conseqüentemente sua temperatura aumentou. Em um sistema termicamente isolado: ...A quantidade de calor trocada entre os corpos é tal que a soma da quantidade de calor (ΔQ) recebida com a quantidade de calor cedida é nula...: ΔQrecebida + ΔQcedida = 0 => ΔQrecebida = - ΔQcedida
  • 9.
    Exemplo: 1. (UFRGS) Umcorpo de 2 Kg recebe 8000 J de calor e sofre uma variação de temperatura de 100ºC. O valor do calor específico desse corpo, em J/Kg.ºC, é: Resolução: Q  m.c. 8000( J )  2(kg).c.100(C) 8000( J ) c 2(kg).100(C ) 8000( J ) c 200(kg.C ) J c  40 kg.C Mole-mole facil-facil !!!
  • 10.
    UNIDADES DE MEDIDAS usuais SI Q........cal...................Joule (J) m....grama (g).......quilograma (kg) t.....Celsius (oC)…….Kelvin (K) c......cal/g.oC………….J/kg.K
  • 11.
    POTÊNCIA  É a grandeza que expressa a quantidade de energia fornecida por uma fonte a cada unidade de tempo.  É a rapidez com a qual uma certa quantidade de energia é transformada. Q P Unidades usuais Unidades do SI t Q..............cal............................Joule (J) t........minuto (min)……..…..segundo (s) P… …cal/min……………Watt (W) = J/s
  • 12.
  • 13.
    Princípio da Igualdadedas Trocas de Calor: “Quando dois ou mais corpos, a temperaturas diferentes, são colocados no interior de um recipiente termicamente isolado, eles trocam de calor entre si. A soma das quantidades de calor recebidas por uns é igual à soma das quantidades de calor cedidas por outros.” Q recebidos   Qcedidos   Q  0
  • 14.
    Calorímetro (Vaso Adiabático): Recipiente que não permite a troca de calor com o meio exterior. É muito utilizado para a determinação do calor específico de corpos.
  • 15.
    Equilíbrio Térmico: Quandodois ou mais corpos trocam calor há transferência da energia térmica do corpo mais quente para o corpo mais frio. O equilíbrio térmico vai ocorrer quando já não houver um corpo mais quente ou um mais frio, ou seja, quando os corpos atingirem a mesma temperatura. A temperatura final será igual para todos os corpos. Equilíbrio Térmico  TA = TB = Tequilíbrio