Aula sobre calorimetria para o ensino médio

1. CALORIMETRIA
Stênio V. Medeiros

2. • Calor: É a energia transferida entre corpos ou sistemas
unicamente devido à diferença de temperatura entre eles. Calor
significa uma transferência de energia térmica de um sistema para
outro, ou seja: podemos dizer que um corpo recebe calor, mas não
que ele possui calor.
• Unidade de calor: Como o calor é uma forma de energia, no S.I.
ele é medido em joules (J). Porem, por razões históricas, é mais
comum medirmos o calor utilizando a unidade caloria (cal). A
equivalência entre essas unidades é dada por: 1 cal = 4,18 J.
• Transferência de calor: O calor flui espontaneamente de um corpo
ou meio de maior temperatura, denominado “fonte quente”, para
um de menor temperatura, denominado “fonte fria”.
CALORIMETRIA

3. • Condução
• https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=mf_v
edeni_energie&l=pt
• Convecção
• https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=mf_
proudeni_energie&l=pt
• https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=mf_l
ednicka&l=pt
• Radiação
• https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=opt_
certeleso&l=pt
TRANSFERÊNCIA DE CALOR

4. • Condução: Ocorre quando um corpo é colocado entre a fonte
quente e a fonte fria ou quando as duas são colocadas em
contato direto. A face em contato com a fonte quente ira
absorver o calor, que ira ser transmitido ao longo do corpo,
até chegar a fonte fria. A condução é uma forma de
transferência comum entre sólidos.
TRANSFERÊNCIA DE CALOR

5. • Convecção: Ocorre quando um fluido circula entre a
fonte quente e a fonte fria facilitando a troca de calor.
Em uma convecção não forçada a fonte quente fica
abaixo do fluido, que se expande ao ser aquecido por
essa fonte e sobe, a fonte fria fica acima do fluido, que
se contrai a ser resfriado por essa fonte e desce, assim
surgem as “correntes de convecção”.
TRANSFERÊNCIA DE CALOR

6. • Radiação: Todos os corpos emitem energia na forma de
radiação eletromagnética, tanto a quantidade quanto a
frequência dessa radiação dependem da temperatura. Da
mesma forma, ao todos os corpos se aquecem ao absorver
radiação eletromagnética, assim, a radiação se faz uma forma
de transferência de calor. A radiação é a única forma de
transferir calor possível através do vácuo, pois não necessita
de um meio material entre a fonte quente e a fonte fria.
TRANSFERÊNCIA DE CALOR

7. • Capacidade térmica: é uma propriedade intrínseca de
cada corpo que diz quanto calor um corpo deve
absorver para aumentar determinada temperatura. Se
um corpo recebe uma quantidade de calor ΔQ e sua
temperatura varia de ΔT, a capacidade térmica deste
corpo é:
CAPACIDADE TÉRMICA
.
Q
C
T
Q C T



  

9. • Calor especifico: é uma propriedade intrínseca de cada material que diz
quanto calor um corpo deve absorver para aumentar determinada
temperatura.
• O valor da capacidade térmica pode variar de um corpo para outro mesmo
que sejam feitos do mesmo material devido a uma diferença de massa.
Diferente da capacidade térmica, o calor especifico é uma propriedade
apenas do material, e não depende da massa do corpo.
• Se um corpo de massa m tem uma capacidade térmica C, o calor especifico,
c do material que constitui o corpo é dado por:
CALOR ESPECIFICO:
.
. .
C
c
m
Q
c
m T
Q m c T




  

11. MUDANÇA DE FASE:

12. MUDANÇA DE FASE:

13. MUDANÇA DE FASE:

14. MUDANÇA DE FASE:

15. • Relembrando: em uma fase especifica, a variação
de temperatura é proporcional ao calor recebido, a
constante de proporcionalidade do material recebe
o nome de Calor especifico:
MUDANÇA DE FASE:
. .
Q m c T
  

16. • Durante a mudança de fase o calor recebido/doado não altera a
temperatura, apenas faz com que mude o estado de agregação.
• A quantidade de material que muda de fase, medido em massa é
proporcional ao calor transferido, a constante de
proporcionalidade recebe o nome de Calor Latente e tem um valor
característico tanto do material quanto da transformação:
MUDANÇA DE FASE:
.
Q L m
 

17. • Durante a mudança de fase o calor recebido/doado não altera a
temperatura, apenas faz com que mude o estado de agregação.
• A quantidade de material que muda de fase, medido em massa é
proporcional ao calor transferido, a constante de
proporcionalidade recebe o nome de Calor Latente e tem um valor
característico tanto do material quanto da transformação:
MUDANÇA DE FASE:
. . Calor latente de fusão
Calor latente de solidificação
. . Calor latente de vaporização
F S F
S
V C V
Q L m L m L
L
Q L m L m L
        
    
        
 Calor latente de condensação
. Calor latente de sublimação
C
Su Su
L
Q L m L
    
      

18. MUDANÇA DE FASE:
Caso da água

19. • https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-forms-
and-changes/latest/energy-forms-and-
changes_pt_BR.html
• https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-
matter/latest/states-of-matter_pt_BR.html
MUDANÇA DE FASE: