1.CALOR SENSÍVEL2.CALOR LATENTE3.PRINCÍPIO DAS TROCAS DE CALOR

CALORIMETRIA

A CALORIMETRIA ESTUDA A MEDIDA DE CALOR QUE SE TRANSFERE ENTRE

CORPOS OU SISTEMAS FÍSICOS DEVIDO A DIFERENÇA DE

TEMPERATURAS.

QUANDO PROVOCA VARIAÇÃO DE TEMPERATURA É CHAMADO

CALOR SENSÍVEL.

QUANDO OCORRE MUDANÇA DE ESTADO FÍSICO É CHAMADO

CALOR LATENTE.

O DESENVOLVIMENTO DA CALORIMETRIA OCORREU A PARTIR

DA DEFINIÇÃO DE CALORIA.

UMA CALORIA CORRESPONDE A QUANTIDADE DE CALOR QUE FAZ A

TEMPERATURA DE 1g DE ÁGUA VARIAR DE 14,5 OC PARA 15,5 OC.

1. CALOR SENSÍVEL

TmQ .

TcmQ ..

Onde c é o CALOR ESPECÍFICO da substância que constitui o corpo.

Q

Tm

Considere um corpo de massa m que recebe uma quantidade de calor de uma

fonte de térmica.

Como Calor é Energia, suas unidades de medida são:

SI – joule ( J )

usuais – caloria ( cal )

- kcal = 103 cal

Relação: 1cal ≅4,186 J

Tm

Qc

.

Unidades e Significado Físico do CALOR ESPECÍFICO

J/kg.KSI

Ccal/g.usual o

O CALOR SENSÍVEL ESPECÍFICO indica a quantidade de calor que

faz a unidade de massa da substância variar a temperatura

em um grau. Ccal/g0,48c

Ccal/g0,5c

Ccal/g0,2c

Ccal/g1,0c

ovapor

ogelo

oAl

oOH2

Capacidade Térmica

Q

Tm

T

QC

T

T m.c.C

J/KSI Ccal/usual o

cmC .

A Capacidade Térmica só depende

da massa e da substância que é

constituído o corpo.

Equivalente em água (E)O equivalente em água de um corpo é a massa de água cuja capacidade térmica é numericamente igual à capacidade térmica do corpo considerado, ou seja:

E = m.c

Exemplo:Sob o ponto de vista energético, a capacidade térmica de 500 g de ferro (c = 0,11 cal/g.ºC) é:

C = m. c

C = 500. 0,11 = 55 cal/ºC.

Então, o equivalente em água deste ferro vale E = 55 g, pois 55 g de água correspondem numericamente à capacidade térmica dos 500g de ferro.

1. Uma barra de ferro com 500 g de massa deve ser aquecida de 20 ºC até 220 ºC. Sendo 0,11 cal/g.ºC o calor específico do ferro, calcule:

a) A quantidade de calor que a barra deve receber;

b) A sua capacidade térmica.

TESTES DE SALA

2. Um corpo de 400 g absorve calor de uma fonte térmica de potência constante, à razão de 600 calorias por minuto. O gráfico mostra a variação de temperatura em função do tempo. Qual o calor específico da substância que constitui o corpo? T(ºC)

0 10 t(min)

10

40

Relaxando....

2. CALOR LATENTE

Considere um corpo de massa m que recebe uma quantidade de calor de uma fonte de térmica.

Q

m

mQ LmQ .

Corresponde a quantidade de calor que faz a unidade de massa da substância mudar seu estado

físico.J/kgSI

cal/gusual m

QL

540cal/gLvapordoocondensaçã

540cal/gLáguadaovaporizaçã

80cal/gLáguadaçãosolidifica

80cal/gLgelodofusão

águaaparaLatenteCalordoValores

C

V

S

F

Unidades e Significado Físico do CALOR LATENTE

TESTES DE SALA

1. Determine as quantidades de calor necessárias para:

a) Derreter 200 g de gelo a 0 ºc;b) Condensar 100 g vapor de água a

100 ºC.Dados: calor latente de fusão do gelo: LF =

80 cal/g; calor latente de condensação do vapor da água: LC = - 540 cal/g.

2. Determine a quantidade de calor para fundir um bloco de gelo de massa 500 g que se encontra a 0 ºC. É dado o calor latente de fusão do gelo 80 cal/g. A pressão é normal.

Curva de Aquecimento

0

-T –

T(oC)

Q(recebido)

100 –

Q1

Q2 Q3 Q4

1. Tem-se a massa de 100 gramas de gelo inicialmente a – 20 ºC. Calcule a quantidade total de calor que se deve fornecer ao gelo para transformá-lo em 100 gramas de vapor de água a 120 ºC. Esboce a curva de aquecimento do processo.Dados da substância água:Ponto de fusão: P.F. = 0 ºCPonto de ebulição: P.E. = 100 ºCCalor específico do gelo: cg = 0,5 cal/g.ºC

Calor específico da água: ca = 1 cal/g.ºC

Calor específico do vapor: cv = 0,48 cal/g.ºC

Calor latente de fusão do gelo: LF = 80 cal/g

Calor latente de vaporiz. da água: Lv = 540 cal/g

TESTES DE SALA

2. O diagrama representa trecho da curva de aquecimento de uma substância de 200 gramas, onde o patamar representa sua fusão. Determine:

a) O calor latente de fusão da substância;b) O calor específico da substância no

estado líquido. T(ºC)

60

20

0 8 16 20 Q(kcal)

Relaxando....

3. PRINCÍPIO DAS TROCAS DE CALOR

Calorímetro

B

TA > TB

T’A = TB = T

A

Qcedido = Qrecebido - QA = + QB QA + QB = 0

TESTES DE SALA

1. Determine a temperatura de equilíbrio térmico da mistura de 200 g de água, a 80 ºC, com 800 g de água, a 10 ºC.

2. Um bloco metálico com 100 g de massa, a 225 ºC, é introduzido num calorímetro de capacidade térmica desprezível que contém 500 g de água, a 21 ºC. Determine o calor específico do metal que constitui o bloco, sabendo-se que o equilíbrio térmico se estabelece a 25 ºC.

3. Em um calorímetro ideal há 500 g de água fria a 10 ºC. Acrescentam-se mais 500 g de água, porém a 50 ºC. Finalmente, acrescenta-se uma terceira porção de água a 20 ºC, e a temperatura de equilíbrio da mistura é 25 ºC. Calcule a massa total de água no calorímetro.

4. Colocam-se M gramas de gelo em fusão num calorímetro, de capacidade térmica 100 cal/ºC, que contém 400 g de água a 30 ºC. Determine M, sabendo que o equilíbrio térmico ocorre a 10 ºC. O calor latente de fusão do gelo vale 80 cal/g.