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TERMOQUÍMICA Ciências da Natureza e suas Tecnologias Componente Curricular: Química Professor: Dioni Machado O conceito de calor Considere dois cubos de ferro sólido de mesma massa, um deles a 10 °C e o outro a 50 °C. Se os colocarmos em contato, suas temperaturas modificam-se gradualmente até chegar a uma situação em que ambos apresentam a mesma temperatura. A energia transferida entre dois corpos (ou entre diferentes partes de um mesmo corpo) que têm temperaturas diferentes é denominada calor. Há processos que liberam e outros que absorvem calor • Quando um sistema formado por água líquida é colocado em um congelador, ele perde calor para esse ambiente e, em decorrência disso, ocorre o congelamento da água. Assim, quando a água líquida passa para a fase sólida também ocorre um exemplo de processo que libera calor. • Há, por sua vez, acontecimentos que absorvem calor. Se um pedaço de gelo for deixado sobre a mesa à temperatura ambiente, ele receberá calor do ambiente e isso provocará a fusão do gelo. A transição da água sólida para a fase líquida é um processo que absorve calor. A Primeira Lei da Termodinâmica Estabelece que a energia é conservada nas transformações. A energia pode ser convertida de uma forma para outra, mas não pode ser criada nem destruída. Assim, a energia do Universo seria constante. “Energia” é uma palavra tão familiar que às vezes não nos damos conta de sua importância como um conceito central nas ciências da natureza e da dificuldade que é definir exatamente o que ela significa, apesar de todo mundo ter uma ideia desse significado. Um pouco de História O calor, sendo um processo de transferência de energia, não é uma substância. A noção de que o calor é uma substância está por trás da ideia de que um corpo pode conter calor, ou seja, de que calor e frio são atributos dos materiais. Essa ideia já foi aceita por muitos cientistas no passado, que consideravam que todos os corpos possuíam, em seu interior, uma substância fluida invisível e de massa desprezível a qual denominavam “calórico”. Um corpo à maior temperatura possuía mais calórico do que um corpo à menor temperatura. Lavoisier (1743-1794), por exemplo, listava o calórico como uma das substâncias elementares. Hoje sabemos que uma substância pode conter energia, mas não calor. A teoria do calórico, pensado como substância, foi abandonada em favor da teoria do calor, pensado como energia transferida entre sistemas a diferentes temperaturas, principalmente pelo fato de a primeira não conseguir explicar o aquecimento de objetos por outras formas que não uma fonte de calor, por exemplo, por atrito. O Conde Rumford (1753-1814), engenheiro americano exilado na Inglaterra, introduziu, em 1798, a ideia de que calor era energia e não substância ao atribuir o aquecimento de peças metálicas, quando perfuradas, à energia mecânica empregada em sua perfuração. A teoria do calórico, no entanto, permaneceu viva por muitos anos ainda. Sadi Carnot (1796-1832), um dos pioneiros no estudo de máquinas térmicas, considerado um dos fundadores da termodinâmica – o ramo da Física e da Química que estuda o calor e o trabalho –, descrevia os ciclos de uma máquina térmica por analogia aos moinhos de água, usando a ideia de que o calor era um fluido sem massa que fluía de uma fonte quente, termicamente “mais alta”, para um reservatório frio, termicamente “mais baixo”. Lavoisier, Conde Rumford e Sadi Carnot. Referências: CANTO, E. L. Química na abordagem do cotidiano, 2.1ª ed. São Paulo: Saraiva, 2016. MORTIMER, E. F.; MACHADO, A. H. Química: ensino médio. 2. ed. – São Paulo: Scipione, 2013.