• Considere dois corpos, A e B, em diferentes temperaturas θA > θB.
• Ao aproximá-los, verifica-se que a energia térmica é transferida
de A para B.
• Essa energia térmica em trânsito ao ser atingido o equilíbrio
térmico, isto é, quando as temperaturas se igualam.
Observe que há passagem de energia do corpo A para o
corpo B, até as temperaturas se igualarem.
Essa energia térmica
em trânsito é
denominada calor.
Calor é a energia térmica em trânsito devido à diferença de
temperatura existente, fluindo espontaneamente do sistema de
maior para o de menor temperatura.
Para medir as quantidades de calor
utilizaremos a unidade SI joule (J) ou
outra, muito comum em Termologia,
que é a caloria (cal)
1 caloria = 4,2 joules
• Se levarmos ao fogo água líquida na temperatura ambiente,
verificamos que ela se aquece, isto é, sofre uma elevação de
temperatura.
• Entretanto, se fizermos um experimento sob pressão normal (1
atm) com um bloco de gelo a 0 °C, constatamos que ele derrete,
isto é, se transforma em líquido, mas sua temperatura não se
modifica até que o bloco inteiro derreta.
Assim, podemos definir:
• Quando o efeito produzido é
tão-somente a variação de
temperatura.
Calor
sensível
• Quando o efeito é a mudança de
estado, mantendo-se constante a
temperatura do corpo.
Calor
latente
Assim, podemos definir:
• Quando o efeito produzido é
tão-somente a variação de
temperatura.
Calor
sensível
Assim, podemos definir:
• Quando o efeito é a mudança de
estado, mantendo-se constante a
temperatura do corpo.
Calor
latente
A quantidade de calor Q recebida (ou cedida) por um corpo é
diretamente proporcional à sua massa m e à variação de
temperatura Δθ sofrida pelo corpo.
Resumidamente:
Q=m.c.Δθ
Onde:
• Q é a quantidade de calor recebida ou cedida
• m é a massa
• c é o calor específico da substância
• ∆θ é a variação da temperatura
A quantidade de calor Q recebida (ou cedida) por um corpo é
diretamente proporcional à sua massa m e à variação de
temperatura Δθ sofrida pelo corpo.
Resumidamente:
Q=m.c.Δθ
Observe que:
• Se Q > 0 o corpo recebeu (ganhou) calor (Δθ > 0)
• Se Q < 0 o corpo cedeu (perdeu) calor ((Δθ < 0)
Você já percebeu que perto do meio dia na
beira da praia podemos observar que a
areia está a uma temperatura mais alta que
a água do mar?
Veja o exemplo a seguir e tire suas próprias conclusões:
A B
Dificuldade para variar a temperatura de um corpo!!!
Por que a areia fica mais quente que a água do mar???
????
Capacidade térmica é a quantidade de calor que um corpo necessita perder ou
absorver para que sua temperatura sofra uma variação unitária (1º C).
Resumidamente:
C=
Q
Δθ
Mas como Q = m.c.Δθ, então: C = m.c
Onde:
• C é a capacidade térmica do corpo
• m é a massa
• c é o calor específico da substância
A perda ou absorção de calor é diretamente
proporcional à Capacidade Térmica do corpo.
R.20 Um corpo de massa 200 g é constituído por uma substância de calor
específico 04 cal/gºC. Determine:
a) a quantidade de calor que o corpo deve receber para que sua temperatura
varie de 5 °C para 35 °C;
b) a quantidade de calor que o corpo deve ceder para que sua temperatura
diminua de 15 °C;
c) a capacidade térmica desse corpo.
R.21 A temperatura de 100 g de um líquido, cujo calor específico é 0,5 cal/gºC
sobe de -10ºC até 30 °C. Em quantos minutos será realizado esse aquecimento
com uma fonte que fornece 50 calorias por minuto para esse líquido?
R.22 Um corpo de massa 200 g é aquecido por uma fonte de potência constante
e igual a 200 calorias por minuto. O gráfico mostra como varia, no tempo, a
temperatura do corpo. Determine a capacidade térmica C do corpo e o calor
específico c da substância que o constitui.
Exercícios página 80:
50-51-52-53-54-55
1. Um bloco de ferro, de massa 1 kg, é resfriado de 100°C para 20°C. Dado o
calor específico do ferro igual a 0,11 cal/gºC. Calcule:
a) a quantidade de calor sensível que o bloco deve ceder;
b) a capacidade térmica do bloco.
2. O diagrama temperatura x tempo da figura re-fere-se ao que acontece quando
uma barra de metal de 100 g de massa recebe calor de uma fonte de potência
constante à razão de 200 cal/min.
Com base nessas informações, determine:
a) a quantidade de calor sensível recebida
pela barra nos 5 minutos iniciais;
b) o calor específico do metal.
Considere dois corpos, A e B, com temperaturas diferentes (θA > θB) no interior
de um recipiente termicamente isolado e de capacidade térmica desprezíve.
Haverá transferência de calor do corpo A para o corpo B até que os dois corpos
atinjam o equilíbrio térmico.
Quando dois ou mais corpos trocam calor entre si, até estabelecer-se o equilíbrio
térmico, é nula a soma das quantidades de calor trocas por eles.
O líquido A, a 40ºC, ao ser
misturado com o líquido B, a 20ºC,
fornece calor a ele, de modo que a
mistura dos dois tem uma
temperatura de equilíbrio de 32ºC.
QA + QB = 0
É importante destacar que:
• Quando os recipientes trocam calor com um líquido,
devemos considerar sua capacidade térmica.
• Os calorímetros são recipientes termicamente isolados do
ambiente externo.
• Um recipiente que não admite absolutamente nenhuma
troca de calor com o meio externo é dito adiabático.
R.23 Um broche de prata de massa 20 g a 160 °C é colocado em 28 g de água
inicialmente a 30 °C. Qual será 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/gºC; calor específico da água 1,0 cal/gºC.
R.24 Num calorímetro de capacidade térmica 8,0 cal/°C, inicialmente a 10 °C, são
colocados 200 g de um líquido de calor específico 0,4 cal/gºC. Verifica-se que o
equilíbrio térmico se estabelece a 50 °C. Determine a temperatura inicial desse
líquido.
R.25 No interior de um calorímetro de capacidade térmica 6,0 cal/°C encontram-se
85 g de um líquido a 18 °C. Um bloco de cobre de massa 120 g e calor específico
0,094 cal/gºC, aquecido a 100 °C, é colocado dentro do calorímetro. O equilíbrio
térmico se estabelece a 42 °C. Com base nessas informações, determine o calor
específico do líquido.
Exercícios página 84:
56-57-58-59-60-61
3. O alumínio tem calor específico igual a 0,20 cal/gºC e a água líquida, 1,0
cal/gºC. Um corpo de alumínio, de massa 10 g e à temperatura de 80ºC, é
colocado em 10 g de água à temperatura de 20ºC. Considerando que só há tro-
cas de calor entre o alumínio e a água, determine a temperatura final de
equilíbrio térmico.
4. Um corpo de massa 200 g a 50ºC, feito de um material desconhecido, é
mergulhado em 50 g de água líquida a 90ºC. O equilíbrio térmico se estabelece
a 60 ºC. Sendo 1,0 cal/gºC o calor específico da água, e admitindo só haver
trocas de calor entre o corpo e a água, determine o calor específico do material
desconhecido.
5. (UFPE) Um calorímetro, de capacidade térmica desprezível, contém 100 g de
água a 15 °C. Adiciona-se no interior do calorímetro uma peça de metal de 200 g,
à temperatura de 95 °C. Verifica-se que a temperatura final de equilíbrio é de 20
°C. Qual o calor específico do metal, em cal/g °C?
6. No interior de um calorímetro são misturados 300 g de água a 80o C com 700
g de água a 10o C. Qual é a temperatura final da mistura? Despreze a capacidade
calorífica do calorímetro.
7. (OSEC-SP) Num calorímetro, contendo 200 g de água a 10o C, coloca-se um
bloco de ferro, de 500 g, a 110o C. Sendo 0,11 cal/g º C o calor específico do ferro
e desprezando-se o calor absorvido pelo calorímetro, calcule a temperatura de
equilíbrio do sistema.
Calorimetria (2017)

Calorimetria (2017)

  • 2.
    • Considere doiscorpos, A e B, em diferentes temperaturas θA > θB. • Ao aproximá-los, verifica-se que a energia térmica é transferida de A para B. • Essa energia térmica em trânsito ao ser atingido o equilíbrio térmico, isto é, quando as temperaturas se igualam. Observe que há passagem de energia do corpo A para o corpo B, até as temperaturas se igualarem.
  • 3.
    Essa energia térmica emtrânsito é denominada calor. Calor é a energia térmica em trânsito devido à diferença de temperatura existente, fluindo espontaneamente do sistema de maior para o de menor temperatura.
  • 4.
    Para medir asquantidades de calor utilizaremos a unidade SI joule (J) ou outra, muito comum em Termologia, que é a caloria (cal) 1 caloria = 4,2 joules
  • 5.
    • Se levarmosao fogo água líquida na temperatura ambiente, verificamos que ela se aquece, isto é, sofre uma elevação de temperatura.
  • 6.
    • Entretanto, sefizermos um experimento sob pressão normal (1 atm) com um bloco de gelo a 0 °C, constatamos que ele derrete, isto é, se transforma em líquido, mas sua temperatura não se modifica até que o bloco inteiro derreta.
  • 7.
    Assim, podemos definir: •Quando o efeito produzido é tão-somente a variação de temperatura. Calor sensível • Quando o efeito é a mudança de estado, mantendo-se constante a temperatura do corpo. Calor latente
  • 8.
    Assim, podemos definir: •Quando o efeito produzido é tão-somente a variação de temperatura. Calor sensível
  • 9.
    Assim, podemos definir: •Quando o efeito é a mudança de estado, mantendo-se constante a temperatura do corpo. Calor latente
  • 10.
    A quantidade decalor Q recebida (ou cedida) por um corpo é diretamente proporcional à sua massa m e à variação de temperatura Δθ sofrida pelo corpo. Resumidamente: Q=m.c.Δθ Onde: • Q é a quantidade de calor recebida ou cedida • m é a massa • c é o calor específico da substância • ∆θ é a variação da temperatura
  • 11.
    A quantidade decalor Q recebida (ou cedida) por um corpo é diretamente proporcional à sua massa m e à variação de temperatura Δθ sofrida pelo corpo. Resumidamente: Q=m.c.Δθ Observe que: • Se Q > 0 o corpo recebeu (ganhou) calor (Δθ > 0) • Se Q < 0 o corpo cedeu (perdeu) calor ((Δθ < 0)
  • 12.
    Você já percebeuque perto do meio dia na beira da praia podemos observar que a areia está a uma temperatura mais alta que a água do mar? Veja o exemplo a seguir e tire suas próprias conclusões:
  • 13.
    A B Dificuldade paravariar a temperatura de um corpo!!!
  • 14.
    Por que aareia fica mais quente que a água do mar??? ????
  • 15.
    Capacidade térmica éa quantidade de calor que um corpo necessita perder ou absorver para que sua temperatura sofra uma variação unitária (1º C). Resumidamente: C= Q Δθ Mas como Q = m.c.Δθ, então: C = m.c Onde: • C é a capacidade térmica do corpo • m é a massa • c é o calor específico da substância A perda ou absorção de calor é diretamente proporcional à Capacidade Térmica do corpo.
  • 16.
    R.20 Um corpode massa 200 g é constituído por uma substância de calor específico 04 cal/gºC. Determine: a) a quantidade de calor que o corpo deve receber para que sua temperatura varie de 5 °C para 35 °C; b) a quantidade de calor que o corpo deve ceder para que sua temperatura diminua de 15 °C; c) a capacidade térmica desse corpo. R.21 A temperatura de 100 g de um líquido, cujo calor específico é 0,5 cal/gºC sobe de -10ºC até 30 °C. Em quantos minutos será realizado esse aquecimento com uma fonte que fornece 50 calorias por minuto para esse líquido?
  • 17.
    R.22 Um corpode massa 200 g é aquecido por uma fonte de potência constante e igual a 200 calorias por minuto. O gráfico mostra como varia, no tempo, a temperatura do corpo. Determine a capacidade térmica C do corpo e o calor específico c da substância que o constitui. Exercícios página 80: 50-51-52-53-54-55
  • 18.
    1. Um blocode ferro, de massa 1 kg, é resfriado de 100°C para 20°C. Dado o calor específico do ferro igual a 0,11 cal/gºC. Calcule: a) a quantidade de calor sensível que o bloco deve ceder; b) a capacidade térmica do bloco. 2. O diagrama temperatura x tempo da figura re-fere-se ao que acontece quando uma barra de metal de 100 g de massa recebe calor de uma fonte de potência constante à razão de 200 cal/min. Com base nessas informações, determine: a) a quantidade de calor sensível recebida pela barra nos 5 minutos iniciais; b) o calor específico do metal.
  • 20.
    Considere dois corpos,A e B, com temperaturas diferentes (θA > θB) no interior de um recipiente termicamente isolado e de capacidade térmica desprezíve. Haverá transferência de calor do corpo A para o corpo B até que os dois corpos atinjam o equilíbrio térmico.
  • 21.
    Quando dois oumais corpos trocam calor entre si, até estabelecer-se o equilíbrio térmico, é nula a soma das quantidades de calor trocas por eles. O líquido A, a 40ºC, ao ser misturado com o líquido B, a 20ºC, fornece calor a ele, de modo que a mistura dos dois tem uma temperatura de equilíbrio de 32ºC. QA + QB = 0
  • 22.
    É importante destacarque: • Quando os recipientes trocam calor com um líquido, devemos considerar sua capacidade térmica. • Os calorímetros são recipientes termicamente isolados do ambiente externo. • Um recipiente que não admite absolutamente nenhuma troca de calor com o meio externo é dito adiabático.
  • 24.
    R.23 Um brochede prata de massa 20 g a 160 °C é colocado em 28 g de água inicialmente a 30 °C. Qual será 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/gºC; calor específico da água 1,0 cal/gºC. R.24 Num calorímetro de capacidade térmica 8,0 cal/°C, inicialmente a 10 °C, são colocados 200 g de um líquido de calor específico 0,4 cal/gºC. Verifica-se que o equilíbrio térmico se estabelece a 50 °C. Determine a temperatura inicial desse líquido. R.25 No interior de um calorímetro de capacidade térmica 6,0 cal/°C encontram-se 85 g de um líquido a 18 °C. Um bloco de cobre de massa 120 g e calor específico 0,094 cal/gºC, aquecido a 100 °C, é colocado dentro do calorímetro. O equilíbrio térmico se estabelece a 42 °C. Com base nessas informações, determine o calor específico do líquido.
  • 25.
  • 26.
    3. O alumíniotem calor específico igual a 0,20 cal/gºC e a água líquida, 1,0 cal/gºC. Um corpo de alumínio, de massa 10 g e à temperatura de 80ºC, é colocado em 10 g de água à temperatura de 20ºC. Considerando que só há tro- cas de calor entre o alumínio e a água, determine a temperatura final de equilíbrio térmico. 4. Um corpo de massa 200 g a 50ºC, feito de um material desconhecido, é mergulhado em 50 g de água líquida a 90ºC. O equilíbrio térmico se estabelece a 60 ºC. Sendo 1,0 cal/gºC o calor específico da água, e admitindo só haver trocas de calor entre o corpo e a água, determine o calor específico do material desconhecido.
  • 27.
    5. (UFPE) Umcalorímetro, de capacidade térmica desprezível, contém 100 g de água a 15 °C. Adiciona-se no interior do calorímetro uma peça de metal de 200 g, à temperatura de 95 °C. Verifica-se que a temperatura final de equilíbrio é de 20 °C. Qual o calor específico do metal, em cal/g °C? 6. No interior de um calorímetro são misturados 300 g de água a 80o C com 700 g de água a 10o C. Qual é a temperatura final da mistura? Despreze a capacidade calorífica do calorímetro. 7. (OSEC-SP) Num calorímetro, contendo 200 g de água a 10o C, coloca-se um bloco de ferro, de 500 g, a 110o C. Sendo 0,11 cal/g º C o calor específico do ferro e desprezando-se o calor absorvido pelo calorímetro, calcule a temperatura de equilíbrio do sistema.