Este documento discute conceitos fundamentais de calor e calorimetria, incluindo: 1) Calor é a energia transferida entre corpos devido à diferença de temperatura; 2) A capacidade térmica de um corpo depende de sua massa e natureza do material, e determina a quantidade de calor necessária para alterar sua temperatura; 3) O calor específico de um material é sua capacidade térmica por unidade de massa e varia entre diferentes substâncias.

1. Layssa – 2° ano

2. INTRODUÇÃO
As sensações de quente ou frio que
sentimos no cotidiano estão
relacionadas às trocas de energia
entre o nosso corpo e o meio
ambiente.
http://blog.poloar.com.br/

3. INTRODUÇÃO
Isso acontece porque, ao
colocarmos dois corpos
quaisquer em contato, a
energia térmica flui
naturalmente do corpo mais
quente para o mais frio.
http://www.aulas-fisica-quimica.com/

4. CALORIMETRIA
CALOR:
CALORIA:
É a energia térmica transferida
de um corpo para outro graças
a diferença de temperatura
entre eles.
É a energia necessária para
variar em 1°C a temperatura de
1g de água.

5. Calor Sensível  quantidade de calor
que um determinado corpo cede ou
recebe, quando variar sua temperatura.
Causa a variação de temperatura de
um sistema.

6. 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.

7. 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.

8. Capacidade térmica.



Q
C
variação da quantidade
de calor.
variação de
temperatura.

9. Capacidade térmica
Unidades:
• No SI  J/K
• Prática  cal/°C



Q
C

10. Exercício
1) Um corpo varia a sua temperatura
em 20°C ao receber 200 cal.
Determine a sua Capacidade térmica.



Q
C

11. Exercício
2) Um corpo com temperatura de 10°C
recebe 400 cal, ficando com a
temperatura de 30°C. Determine a
sua Capacidade térmica.



Q
C

12. Exercício
3) Um corpo com capacidade térmica 2
cal/°C, varia a sua temperatura em
20°C . Determine a quantidade de
calor recebida pelo corpo.



Q
C

13. Exercício
4) Um corpo varia a sua temperatura
em 10°C ao receber 200 cal.
Determine a sua Capacidade térmica.



Q
C

14. 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.

15. 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.
CALOR ESPECÍFICO DOS MATERIAIS.

16. O calor específico do material é a
capacidade térmica por unidade de
massa:
m
C
c 
Capacidade térmica.
Massa do corpo.

17. Capacidade Térmica de Um Corpo (C):
quantidade de calor necessária para que a
temperatura do corpo varie de 1°C.
Depende da massa do corpo e da natureza da
substância.
+ 1
equaçõ
es ...
cmC . comi muita coxinha ...
T
Q
C

 comi quibe à tarde ...

18. CALOR ESPECÍFICO DE ALGUMAS
SUBSTÂNCIAS
substância em cal/g oC
água 1,00
alumínio 0,22
areia 0,20
cobre 0,093
chumbo 0,031
estanho 0,055
ferro 0,11
éter 0,56
acetona 0,52
etanol 0,59
silício 0,17

19. CALOR ESPECÍFICO DE ALGUMAS
SUBSTÂNCIAS
substância em cal/g oC
gelo 0,55
latão 0,094
mercúrio 0,033
ouro 0,032
prata 0,056
vapor de água 0,48
vidro 0,20
álcool 0,58
concreto 0,20
metanol 0,61
titânio 0,054

20. A água líquida tem calor específico igual
a 1,0 cal / g oC.

21. A água sólida tem calor específico igual
a 0,5 cal / g oC.

22. A água gasosa tem calor específico
igual a 0,48 cal / g oC.

23. EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA
CALORIMETRIA
m
C
c  
 ..cmQ



Q
C
mcC .
  .CQ
Logo:

24. Quantidade de Calor Sensível:
depende da massa,
da natureza da substância e
da variação da temperatura.
m
To
m
T
Q
Inicial Final

26. Equação Fundamental da
Calorimetria
OBS.: A quantidade de calor Q é
também conhecida como CALOR
SENSÍVEL .
Q = m . c . t
m ... Massa da substância.
c ... Calor específico da substância.
t ... Variação de temperatura.

27. Que
Macete !
...
TcmQ  ..
onde:
Q  quantidade de calor
m  massa
c  calor específico
T  variação de
temperatura
Observações:
T > To  T > 0  Q > 0 (calor recebido pelo corpo: o
corpo ganha calor)
T < To  T < 0  Q < 0 (calor cedido pelo corpo: o
corpo perde calor)

28. • Observações:
T > To  T > 0  Q > 0
calor recebido pelo corpo: o corpo ganha
calor
T < To  T < 0  Q < 0
calor cedido pelo corpo: o corpo perde calor
TcmQ  ..

29. UNIDADES
• 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

30. SI – Sistema Internacional de
Unidades
K = 103
Portanto 1kcal = 103 cal = 1000 cal

31. Você sabia que!!!!!!!!

32. O corpo humano necessita de energia para sua
manutenção e para desempenhar tarefas. A tabela a seguir
mostra a energia absorvida pelo organismo para cada 100 g
de certos alimentos.
alimentos energia (em Kcal)
alface 15
melancia 30
refrigerante 40 (por 100 ml)
laranja 50
batata 80
banana 90
frango 200
pão 270
feijão 340
carne (hambúrguer) 360
açucar 390
fígado 136
leite de vaca cru 63

33. alimentos energia (em Kcal)
escarola 20
cenoura 40
cerveja 45 (por 100 ml)
linguado 70
vinho 85 (por 100 ml)
lagosta 90
abacate 250
mel 290
arroz 260
bacalhau 380
chocolate 470
ovo 163
arroz polido cozido 167

34. CALOR DE COMBUSTÃO
Todos os organismos vivos precisam de energia
para a sua sobrevivência.
Os animais, por exemplo, a alimentação é a sua
principal fonte de energia.
O Ser Humano, através da alimentação, ingere
carboidratos, proteínas e gorduras, que, juntos,
possibilitam um fornecimento de energia necessária
para a realização de todas as suas atividades
diárias.

35. Máquinas e motores também necessitam de energia
para realizar trabalho; nestes casos, a principal
fonte de energia é o combustível.
Os combustíveis, assim como os alimentos, contém
energia, que pode ser liberada e utilizada por outros
mecanismos.

36. A energia contida nos alimentos e nos combustíveis
pode ser medida por meio da queima (combustão).
A combustão é uma reação exotérmica (liberação
de calor) de uma substância com o oxigênio.
Assim a queima de 1 grama de uma determinada
substância libera uma quantidade de calor,
denominada "calor de combustão".

37. Calor de combustão é a quantidade
de calor liberada na queima de 1 g de
uma substância, medida em cal/g.

38. A tabela seguinte apresenta os calores de
combustão de alguns combustíveis.
Combustível Calor de Combustão (cal/g)
hidrogênio 29 000
gás natural 11 900
gasolina 11 100
óleo diesel 10 900
álcool etílico 6 400
lenha 2 800 a 4 400

39. Você sabia que!!!!!!!!

40. Termografia da mão de um não fumante,
mostrando a distribuição da temperatura
associada a uma saudável circulação
sanguínea. A área azul corresponde a região
mais fria e a amarela, a mais quente.
Uma termografia pode
mostrar indícios da
presença de doenças e
anormalidades que
alteram a temperatura da
pele, bem como
problemas de circulação,
inflamações e tumores.

41. Você sabia que!!!!!!!!

42. A Terra contém muito calor em seu
interior.

43. Você sabia que!!!!!!!!

44. O Sol produz calor devido a reações
nucleares no interior

45. Você sabia que!!!!!!!!

46. O fogo é uma reação química.

47. Você sabia que!!!!!!!!

48. Durante o dia, a areia fica mais quente
que a água do mar. Por quê?

49. Por ter calor específico maior que o da
areia, a água demora mais para se
aquecer, pois precisa de maior
quantidade de calor para sofrer a
mesma variação de temperatura.

51. 1. Quantas calorias uma massa de 1 kg de
água a 30o C deve receber para que sua
temperatura passe a 70o C ?
Considere o calor específico da água igual a 1
cal/g oC.
Solução:
Q = m . c . t
Q = 1000 . 1 . (70 – 30)
Q = 1000 . 40
Q = 40 000 cal
Q = 40 kcal
oum = 1 kg = 1000 g

52. 2. Quantas calorias uma massa de 0,5 kg de
água a 10o C deve receber para que sua
temperatura passe a 50o C ?
Considere o calor específico da água igual a
1 cal/g oC.
Solução:
Q = m . c . t
m = 1 kg = 1000 g

53. 3. Quantas calorias uma massa de 3 kg de
água a 10o C deve ceder para que sua
temperatura passe a 0o C ?
Considere o calor específico da água igual a
1 cal/g oC.
Solução:
Q = m . c . t
m = 1 kg = 1000 g

54. • Calor Recebido
+
Calor Cedido
_
Q = m . c . t
Q = m . c . t

55. 4. Um corpo de massa igual a 10 kg recebeu 20 kcal, e sua
temperatura passou de 50o C para 100o C.
a) Qual o calor específico desse corpo ?
b) Qual a capacidade térmica desse corpo ?
Solução:
a) c = ?
c = 0,04 cal/g ºC
m = 10 kg = 10 000 g
Q = 20 kcal = 20 000 cal
b) C = ?
c =
Q
m . t
c =
20 000
10 000 . 50
t = 100 – 50 = 50º C
c =
20 000
500 000
c =
50
2 C =
t
Q
C =
50
20 000
C = 400 cal/ ºC

56. 5. Um corpo de massa igual a 5 kg recebeu
10 kcal, e sua temperatura passou de 10o C
para 100o C.
a) Qual o calor específico desse corpo ?
b) Qual a capacidade térmica desse corpo ?
a) c = ? b) C = ?

57. 6. Um corpo de massa igual a 2 kg cedeu 10
kcal, e sua temperatura passou de 100o C
para 50o C.
a) Qual o calor específico desse corpo ?
b) Qual a capacidade térmica desse corpo ?
a) c = ? b) C = ?

58. 7. Uma placa de alumínio com
massa 400 g está a uma
temperatura de 80o C.
Determine a temperatura da placa
quando dela se retirarem 1 600
cal.
O calor específico do alumínio é
igual a 0,2 cal/g oC.

59. Solução:
Q = m . c . t
– 1 600 = 400 . 0,2 . ( t – 80 )
– 1 600 = 80 . ( t – 80 )
– 1 600 : 80 = t – 80
– 20 = t – 80
– 20 + 80 = t
60 = t
t = 60º C

60. 8. Uma placa de ferro com massa
300 g está a uma temperatura de
50o C.
Determine a temperatura da placa
quando dela se retirarem 600 cal.
O calor específico do alumínio é
igual a 0,11 cal/g oC.

61. 9. (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:

62. Resolução:
 ..cmQ
)(100.).(2)(8000 CckgJ 
)(100).(2
)(8000
Ckg
J
c


).(200
)(8000
Ckg
J
c


Ckg
J
c


.
40
Mole-mole facil-facil !!!

63. 10. Um aquecedor elétrico eleva de
10o C a temperatura de 1 000 g de água
em 10 minutos.
Se utilizarmos esse aquecedor durante
10 minutos para aquecer 1 000 g de
óleo, qual será a elevação da
temperatura do óleo ?
Dados:
calor específico da água = 1 cal/g ºC.
calor específico do óleo = 0,5 cal/g ºC.

64. Para a água
Q = m . c . t
Q = 1000 . 1 . 10
Q = 10 000 cal
Para o óleo
Q = m . c . t
Q = 1000 . 0,5 . t
Q = 500 t
Os dois líquidos foram
aquecidos pelo mesmo
aquecedor durante o
mesmo intervalo de tempo,
então ...
Qágua = Qóleo
10 000 = 500 . t
10 000 : 500 = t
20 = t
t = 20º C

65. 11. O gráfico representa a variação de
temperatura de um corpo sólido, em
função do tempo, ao ser aquecido por
uma fonte que libera energia a uma
potência constante de 150 cal/min.
Sabendo que a massa do corpo é de
100 g, calcule o seu calor específico.

66. Solução:
t = 40 – 20 = 20º C
150 cal >>>> 1 min
x cal >>>> 10 min
x = 150 x 10
x = Q = 1 500 cal
c = Q : ( m . t )
c = 1500 : (100 . 20 )
c = 1500 : 2000
c = 0,75 cal/g ºC

67. CALORÍMETRO
O Calorímetro é
um aparelho
utilizado em
laboratório com
o objetivo de
realizar
experiências
envolvendo
trocas de calor
entre corpos ou
substâncias.

69. 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.

70. 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.

71. ...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
PRINCÍPIO DA IGUALDADE DAS
TROCAS DE CALOR
Em um sistema termicamente isolado:

72. Troca de Calor
Dois corpos ou mais (com
temperaturas diferentes) quando
colocados em contato (ou
próximos) podem trocar calor
entre si, obedecendo a expressão
a seguir:

73. • 1. Um calorímetro, cuja capacidade
térmica é 20 cal/°C, contém 80 g de
água a 20 °C. Um sólido de 100 g e
temperatura de 85 °C é colocado
no interior do calorímetro.
Sabendo que o equilíbrio térmico
se estabeleceu em 25 °C,
determine o calor específico médio
do sólido.

74. Q1 (calorímetro) + Q2 (água) + Q3 (sólido) = 0
m . c . (t – to) + m . c . (t – to) + m . c . (t – to) = 0
C . (t – to) + m . c . (t – to) + m . c . (t – to) = 0
20 . (25 – 20) + 80 . 1 . (25 – 20) + 100 . c . (25 – 85) = 0
20 . ( 5 ) + 80 ( 5) + 100 . c . (– 60) = 0
100 + 400 + (- 6000) c = 0
500 - 6000 c = 0
500 = 6000 c
500 : 6000 = c
c = 0,083 cal/g oC

75. 2. Deseja-se que certa mistura possua temperatura de valor
50 °C. Para obté-la foram misturados os líquidos A e B, cujos
dados estão registrados na tabela. A massa da mistura vale
240 g. Determine as massas dos corpos A e B.
Solução:
Q1 (líquido A) + Q2 (líquido B) = 0
m . c . (t – to) + m . c . (t – to) = 0
Líquido A Líquido B
calor específico 0,50 cal/g=C 1,0 cal/g°C
temperatura inicial 60 °C 40 °C
mA . 0,5 . (50 – 60) + mB . 1 . (50 – 40) = 0
mA . 0,5 . ( – 10) + mB . 10 = 0
– 5 . mA + 10 . mB = 0
10 mB = 5 mA
2 mB = mA
Se mB + mA = 240
mB + 2 mB = 240
3 mB = 240
mB = 240 : 3
mB = 80 g
então
mA + mB = 240
mA + 80 = 240
mA = 240 - 80
mA = 160 g

76. 3. Lourdinha coloca, em uma garrafa térmica, o café que
acabou de fazer. São 350 g de café (calor específico = 1
cal/g°C) a 86 °C. A garrafa térmica inicialmente estava a 20 °C
e o conjunto atinge equilíbrio térmico a 75 °C. A capacidade
térmica dessa garrafa é:
a) 40 cal/°C c) 65 cal/°C e) 75 cal/°C
b) 50 cal/°C d) 70 cal/°C Solução:
Q1 (garrafa) + Q2 (café) = 0
m . c . (t – to) + m . c . (t – to) = 0
C . (t – to) + m . c . (t – to) = 0
C . (75 – 20) + 350 . 1 . (75 – 86) = 0
C . ( 55 ) + 350 ( – 11) = 0
55 C - 3850 = 0
55 C = 3850
C = 3850 : 55
C = 70
X