Tema 2 - Calor

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FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL II
TEMA 2 – CALOR
ENGENHARIA CIVIL
Prof. Dr. Jefferson Vilhena
• Calor é energia em trânsito! Q dado em Joule (J)
• Equilíbrio Térmico
• Calor é a energia que se transfere de um corpo para outro
devido a uma diferença de temperatura entre eles.
CONCEITO
• Calor é energia em trânsito! Q dado em Joule (J)
• Equilíbrio Térmico
• Calor é a energia que se transfere de um corpo para outro
devido a uma diferença de temperatura entre eles.
CONCEITO
• Calor é energia em trânsito! Q dado em Joule (J)
• Equilíbrio Térmico
• Calor é a energia que se transfere de um corpo para outro
devido a uma diferença de temperatura entre eles.
CONCEITO
A caloria é definida como a quantidade de calor necessária 
para elevar a temperatura de 1g de água de 14,5 ºC para 
15,5 ºC sob pressão de 1 atm.
• Se um corpo cede ou recebe uma quantidade de calor Q e
sua temperatura sofre uma variação ΔT, a capacidade
térmica C desse corpo é, por definição, a razão:
Dado em J/K ou J/ºC
Ex: Quando vamos fazer Macarrão
• Calorímetro
CAPACIDADE TÉRMICA OU 
CALORÍFICA
EXEMPLO
Um calorímetro sofre uma variação de temperatura de 30°C
quando absorve uma quantidade de calor de 50J.
a) Qual é a capacidade térmica desse calorímetro?
b) Qual a quantidade de calor necessária para elevar em 60K a
temperatura desse calorímetro?
Obs: Faça o cálculo com 2 casas decimais, 5 casas decimais e
todas as casa decimais da calculadora. Comentem os
resultados
CALOR ESPECÍFICO (SENSÍVEL)
• A capacidade térmica de corpos constituídos de uma
mesma substância é diretamente proporcional à massa (m)
de cada corpo. Podemos escrever como:
C = c . m
• c é a constante de proporcionalidade que depende da
substância de que é constituído o corpo, chamada de
calor específico dessa substância. Então:
Q = C . ΔT => Q = c . m . Δ T
• Isolando “c”:
Em J/Kg°C ou J/Kg K.
CALOR ESPECÍFICO (SENSÍVEL)
• A capacidade térmica de corpos constituídos de uma
mesma substância é diretamente proporcional à massa (m)
de cada corpo. Podemos escrever como:
C = c . m
• c é a constante de proporcionalidade que depende da
substância de que é constituído o corpo, chamada de
calor específico dessa substância. Então:
Q = C . ΔT => Q = c . m . Δ T
• Isolando “c”:
Em J/Kg°C ou J/Kg K.
Chamamos de calor sensível a quantidade de calor recebida 
ou cedida por um corpo quando este tem sua temperatura 
alterada.
CALOR ESPECÍFICO (SENSÍVEL)
• A capacidade térmica de corpos constituídos de uma
mesma substância é diretamente proporcional à massa (m)
de cada corpo. Podemos escrever como:
C = c . m
• c é a constante de proporcionalidade que depende da
substância de que é constituído o corpo, chamada de
calor específico dessa substância. Então:
Q = C . ΔT => Q = c . m . Δ T
• Isolando “c”:
Em J/Kg°C ou J/Kg K.
Chamamos de calor sensível a quantidade de calor recebida 
ou cedida por um corpo quando este tem sua temperatura 
alterada.
CALOR DE TRANSFORMAÇÃO 
(LATENTE)
• Chamamos de calor latente a quantidade de calor
recebida ou cedida por um corpo quando este realiza uma
mudança de estado físico.
Seja m a massa de um objeto. Teremos:
Q = m ⋅ L => L = Q/m
Em J/Kg
• L representa o calor latente do material, uma característica
da substância que forma o objeto.
CALOR DE TRANSFORMAÇÃO 
(LATENTE)
• Chamamos de calor latente a quantidade de calor
recebida ou cedida por um corpo quando este realiza uma
mudança de estado físico.
Seja m a massa de um objeto. Teremos:
Q = m ⋅ L => L = Q/m
Em J/Kg
• L representa o calor latente do material, uma característica
da substância que forma o objeto.
CALOR DE TRANSFORMAÇÃO 
(LATENTE)
• Chamamos de calor latente a quantidade de calor
recebida ou cedida por um corpo quando este realiza uma
mudança de estado físico.
Seja m a massa de um objeto. Teremos:
Q = m ⋅ L => L = Q/m
Em J/Kg
• L representa o calor latente do material, uma característica
da substância que forma o objeto.
• Existem 3 formas de transferência de Calor
1) Radiação
2) Condução
3) Convecção
• A única diferença entre luz e calor é a frequência da
radiação que os olhos humanos conseguem detectar.
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
• Existem 3 formas de transferência de Calor
1) Radiação
2) Condução
3) Convecção
• A única diferença entre luz e calor é a frequência da
radiação que os olhos humanos conseguem detectar.
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
• Existem 3 formas de transferência de Calor
1) Radiação
2) Condução
3) Convecção
• A única diferença entre luz e calor é a frequência da
radiação que os olhos humanos conseguem detectar.
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
• O fluxo de calor (Φ) de um determinado material é definido
como sendo a taxa de variação da quantidade de calor no
tempo, ou seja:
• O fluxo é dado pela Lei de Fourrier,
que relaciona-o com a espessura
do bloco (d), a área (A) seção
normal e a variação da temperatura,
sendo a temperatura inicial maior
do que a temperatura final, temos:
Em W 
FLUXO DE CALOR
• O fluxo de calor (Φ) de um determinado material é definido
como sendo a taxa de variação da quantidade de calor no
tempo, ou seja:
• O fluxo é dado pela Lei de Fourrier,
que relaciona-o com a espessura
do bloco (d), a área (A) seção
normal e a variação da temperatura,
sendo a temperatura inicial maior
do que a temperatura final, temos:
Em W 
FLUXO DE CALOR
1ª LEI
• A variação de energia interna ΔU de um gás ideal, num
processo termodinâmico, é dada pela diferença entre a
quantidade de calor (Q) trocada com o meio e o trabalho
(W) realizado no processo.
• A energia interna U de um gás ideal é constituída pela
energia total de translação de todas as moléculas que
constituem o gás.
• Logo:
TRANSFORMAÇÕES
• Isobárica: (Lei de Charles e Gay-Lussac) Em um processo
termodinâmico de um gás ideal, a pressão permanece
constante e o volume aumenta.
• Isocórica: Não há variação de Volume.
• Isotérmica: Não há variação de Temperatura
TRANSFORMAÇÕES
• Isobárica: (Lei de Charles e Gay-Lussac) Em um processo
termodinâmico de um gás ideal, a pressão permanece
constante e o volume aumenta.
• Isocórica: Não há variação de Volume.
• Isotérmica: Não há variação de Temperatura
TRANSFORMAÇÕES
• Isobárica: (Lei de Charles e Gay-Lussac) Em um processo
termodinâmico de um gás ideal, a pressão permanece
constante e o volume aumenta.
• Isocórica: Não há variação de Volume.
• Isotérmica: Não há variação de Temperatura
TRANSFORMAÇÕES
• Isobárica: (Lei de Charles e Gay-Lussac) Em um processo
termodinâmico de um gás ideal, a pressão permanece
constante e o volume aumenta.
• Isocórica: Não há variação de Volume.
• Isotérmica: Não há variação de Temperatura
EXEMPLOS
Qual é o volume ocupado por um mol de gás perfeito
submetido à pressão de 5000 N/m², a uma temperatura igual a
50°C? Dado: 1 atm =101325 N/m² e R = 0,082 atm.l . mol-1 . K-1
Ao receber uma quantidade de calor Q = 50 J, um gás realiza
um trabalho igual a 12 J, sabendo que a Energia interna do
sistema antes de receber calor era U = 100 J, qual será esta
energia após o recebimento?
2ª LEI
• Entropia: É impossível a construção de uma máquina
térmica que opera em ciclos, tendo como efeito único
retirar calor de uma fonte térmica e convertê-lo
integralmente em trabalho.
MÁQUINA TÉRMICA
• Para uma máquina térmica funcionar era imprescindível
uma diferença de temperatura.
• Uma máquina frigorífica, em a função de transferir calor de
um local com menor temperatura para outro de
temperatura mais elevada,
• Esse processo não ocorre espontaneamente, por isso
precisamos realizar o trabalho sobre o sistema.
MÁQUINA TÉRMICA
• Para uma máquina térmica funcionar era imprescindível
uma diferença de temperatura.
• Uma máquina frigorífica, em a função de transferir calor de
um local com menor temperatura para outro de
temperatura mais elevada,
• Esse processo não ocorre espontaneamente, por isso
precisamos realizar o trabalho sobre o sistema.
MÁQUINA TÉRMICA
• Para uma máquinatérmica funcionar era imprescindível
uma diferença de temperatura.
• Uma máquina frigorífica, em a função de transferir calor de
um local com menor temperatura para outro de
temperatura mais elevada,
• Esse processo não ocorre espontaneamente, por isso
precisamos realizar o trabalho sobre o sistema.
EXERCÍCIO
Uma fonte de potência constante igual a 100 W é utilizada para
aumentar a temperatura de 100 g de mercúrio a 30°C. Sendo o
calor específico do mercúrio 0,033 cal/g.°C e 1 cal = 4,186 J,
quanto tempo a fonte demora para realizar este aquecimento?