CALOR SENSÍVEL CALOR LATENTE PRINCÍPIO DAS TROCAS DE CALOR

1. CALORIMETRIA CALOR SENSÍVEL CALOR LATENTE PRINCÍPIO DAS TROCAS DE CALOR

2. 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.

3. 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.

4. 1. Calor Sensível 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 Onde c é o CALOR ESPECÍFICO da substância que constitui o corpo.

5. Unidades e Significado Físico do Calor Específico O CALOR SENSÍVEL ESPECÍFICO indica a quantidade de calor que faz a unidade de massa da substância variar a temperatura em um grau.

6. Capacidade Térmica A Capacidade Térmica só depende da massa e da substância que é constituído o corpo.

7. 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

8. 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.

9. TESTES DE SALA 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 quantidade de calor que a barra deve receber; A sua capacidade térmica.

10. 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?

11. Relaxando....

12. 2. Calor Latente Considere um corpo de massa m que recebe uma quantidade de calor de uma fonte de térmica.

13. Unidades e Significado Físico do Calor Latente Corresponde a quantidade de calor que faz a unidade de massa da substância mudar seu estado físico.

14. TESTES DE SALA Determine as quantidades de calor necessárias para: Derreter 200 g de gelo a 0 ºc; 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.

15. 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.

16. Curva de Aquecimento T(oC) 100 – Q(recebido) Q1 Q2 Q3 Q4 0 -T –

17. TESTES DE SALA 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 ºC Ponto de ebulição: P.E. = 100 ºC Calor 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

18. O diagrama representa trecho da curva de aquecimento de uma substância de 200 gramas, onde o patamar representa sua fusão. Determine: O calor latente de fusão da substância; O calor específico da substância no estado líquido.

19. Relaxando....

20. 3. Princípio das Trocas de Calor Calorímetro B T’A = TB = T A - QA = + QB QA + QB = 0 Qcedido = Qrecebido TA > TB B A

21. TESTES DE SALA Determine a temperatura de equilíbrio térmico da mistura de 200 g de água, a 80 ºC, com 800 g de água, a 10 ºC.

22. 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.

23. 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.

24. 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.