Resumão de Física sobre Calorimetria

7/27/2019 Resumão de Física sobre Calorimetria

http://slidepdf.com/reader/full/resumao-de-fisica-sobre-calorimetria 1/20

1 Conceito de calorimetria

2 Introdução

3 Definição de caloria

4 Calor específico

5 Calorímetro (interativo)

6 Tabela de calores específicos

7 Capacidade térmica

8 Trocas de calor

9 Calor latente

10 Curva de aquecimento (interativa)

11 Mudança de fase (nomenclatura)

12 Mudança de fase (infográfico)

13 Mudança de fase (interativo)

14 Leis gerais das mudanças de fase

15 Resumo das equações e unidades

16 Diagrama de fases (completo)

17 Diagrama de fases (água)

18 Diagrama de fases (generalizado)

19 Influência da p ressão na mudança de fase



Calorimetria é a parte da física queestuda as trocas de energia entrecorpos ou sistemas quando essastrocas se dão na forma de calor.



Quando um corpo recebe ou cede uma certaquantidade de energia térmica, podemos observar,

como consequência, uma variação de suatemperatura (calor sensível) ou uma mudança emseu estado físico calor latente).

Mudança de fase

Variação de temperatura

Calor latente

Calor sensível



A unidade de calor, no SI, é o Joule (J);Usualmente usamos a caloria (cal).

Define-se Caloria como sendo a quantidade de calor necessária para queum grama de água pura, sob pressão normal, tenha sua temperaturaelevada de 14,5°C para 15,5°C.

1cal = 4,186 J

1 kcal = 1000 cal

14,5

°

C

15,5

°

C

1 g de H

2

O



Chamamos de Calor específico de uma

substância (c) a razão entre a quantidade decalor que a substância troca (Q) e o produtoentre a sua massa (m) e a variação detemperatura sofrida (∆T).Esta grandeza tem sua unidade de medida noSistema Internacional de Unidades ( S.I ) em

J / kg . K, porém a mais usada é a cal/g . °C.

Qc

m T =

⋅ ∆

O calor específico de uma substância representa a quantidade de calornecessária para que 1 grama da substância eleve a sua temperatura em 1°C.

Q m c T = ⋅ ⋅ ∆

Q

ue

m

a

c

e

T

e

!

Equação

Fundamental

da

Calorimetria



O Calorímetro é um aparelho utilizado em laboratório com o objetivo de si realizarexperiências envolvendo trocas de calor entre corpos ou substâncias.



Calor específico médio de algumas substâncias:

SUBSTÂNCIA c (cal/g.°C)

Areia seca 0,190

Gelo 0,550

Água líquida 1,000

Vapor d’água 0,480

Álcool etílico 0,548Alumínio 0,219

Mercúrio 0,033

Prata 0,056

Vidro 0,200

Ferro 0,110

Chumbo 0,0031

Cobre 0,0093

O calor específico é uma característica do material

(substância) que constitui o corpo.

QT m c↑ ∆ = ⋅ ↓



A capacidade térmica (C) de um corpo é a razãoentre a quantidade de calor (Q) que o corpo troca(ganhando ou perdendo) e a variação detemperatura (∆T)que ele sofre nesta troca.Sua unidade de medida no Sistema Internacionalde Unidades ( S.I ) é o J / K, sendo que a maisusada é a cal / °C

QC

T =∆

Vale destacar que a capacidadetérmica é uma característica docorpo, portanto, dois objetos demateriais diferentes podem

apresentar à mesma capacidadetérmica.

C m c= ⋅



Para que não hajainfluência do meioexterno nas trocas decalor, é necessáriocolocá-los em umcalorímetro.

Quando dois ou mais corpos, que estão em temperaturas diferentes, são

colocados em contato, ocorrem espontaneamente trocas de calor entre eles,que cessam ao ser atingido o equilíbrio térmico.

+ ⇒ +

Calor

0QΣ =

AA B B

A BT T > A B

T T =

0 A B

Q Q+ =



O calor latente, de uma mudança deestado, é a quantidade de calor que a

substância recebe ou cede, por unidadede massa, durante a transformação,mantendo-se constante a temperatura,desde que a pressão não se altere.Matematicamente, podemos expressá-

lo por:

Q m L= ⋅ Q ue moLeza!

Importante lembrar que a temperaturapermanece inalterada durante todo oprocesso de mudança de fase.



Quando alteramos as condições físicas de pressão e temperatura, podemosalterar o estado de agregação da matéria. Por ora, trataremos da mudança de

fase sob pressão constante, variando somente a temperatura. Processos demudança:• Fusão: passagem de sólido para líquido;• Solidificação: passagem de líquido para sólido;• Vaporização: passagem de líquido para vapor;•

Condensação: passagem de vapor para líquido;• Sublimação: passagem de sólido para vapor ou vapor para sólido,

processo também conhecido como cristalização.



Quando é analisado microscopicamente um corpo nos estadossólido, líquido e gasoso, nota-se que:No estado sólido, as partículas que constituem o corpo possuemuma grande vibração em torno de sua posição;No estado líquido, as partículas, além de vibrarem, apresentammovimento de translação no interior do líquido;

No estado gasoso, as partículas, além de vibrarem intensamente,também transladam com grande velocidade no interior da massagasosa.



Se a pressão for mantida

constante, durante amudança de fase, atemperatura se mantémconstante.

Para uma dada pressão,cada substância tem a suatemperatura de mudança defase perfeitamente definida.

Variando a pressão, as

temperaturas de mudançade fase também variam.



Grandeza Símbolo Unidade no S.I. Unidade usual

Quantidade de calor Q joule (J) caloria (cal)Massa m quilograma (kg) grama (g)

Calor específico c J/kg.K cal/g.°C

Variação de temperatura ∆T °K °C

Capacidade térmica C J/K cal/°CCalor latente L J/kg cal/g

Q

c m T =

⋅ ∆

Q m c T = ⋅ ⋅ ∆ Q

C T = ∆C m c= ⋅

Q m L= ⋅

Resumão de Física sobre Calorimetria

Documents

Transcript of Resumão de Física sobre Calorimetria