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65TÓPICO 3 | CALOR SENSÍVEL E CALOR LATENTE Supondo-se que o corpo do exemplo anterior (cuja capacidade térmica é 20 cal/8C) tivesse 100 g de massa, seu calor específico seria 0,20 cal/g 8C. Para esse cálculo, dividimos sua capacidade térmica pela respectiva massa. Note que o calor específico não depende da massa do corpo, pois é uma ca- racterística da substância, e não do corpo. Nem a capacidade térmica nem o calor específico sensível de uma substância têm valores constantes com a tempe- ratura. No entanto, para efeito de cálculo, costuma-se usar o valor médio de cada um no intervalo de temperatura considerado. A água é a substância que mais aparece nos exercícios, sendo usado o valor 1,0 cal/g 8C para seu calor específico. Isso significa que cada grama de água necessita de 1,0 caloria para sofrer uma variação de temperatura de um grau Celsius. A tabela a seguir apresenta o calor específico de algumas substâncias. Fonte: <www2.ucdsb.on.ca/tiss/stretton/database/specific_heat_capacity_ table.html>. Acesso em: 18 jun. 2018. 3. O calor sensível e o seu cálculo Calor sensível é o calor que, recebido ou cedido por um corpo, provoca nele uma variação de temperatura. Para calcular a quantidade de calor sensível que um corpo recebe (ou cede), usamos a definição de calor específico sensível: 5 Du c Q m ⇒ Q 5 mcDu Essa equação é também denominada Equação Fundamental da Calorimetria. Observe que a variação de temperatura é dada por: Du 5 ufinal 2 uinicial Dessa forma, se a temperatura aumenta, uf . ui e Du . 0; nesse caso, a quan- tidade de calor Q é positiva. Se a temperatura diminui, uf , ui e Du , 0; nesse caso, Q é negativa. Substâncias Calor específico em cal/g 8C Alumínio 0,215 Água 1,000 Álcool 0,590 Bronze (liga metálica) 0,090 Cobre 0,092 Chumbo 0,038 Estanho 0,050 Ferro 0,105 Gelo 0,480 Mercúrio 0,033 Ouro 0,031 Prata 0,057 Vapor de água 0,481 Vidro 0,200 Zinco 0,093 2CONECTEFIS_MERC18Sa_U1_Top3_p063a119.indd 65 7/7/18 2:13 PM m Q 2Q m(Du) (2Du) (Du) (Du)m 2m Q 2Q 66 UNIDADE 1 | TERMOLOGIA Considerando o calor específico (c) uma constante relativa à substância de que é feito o corpo, podemos concluir que, para uma mesma variação de temperatu- ra (Du), a quantidade de calor (Q) é diretamente proporcional à massa do corpo. Ainda levando em conta a hipótese anterior, podemos concluir que: R e p ro d u ç ã o /A rq u iv o d a e d it o ra Por que não queima? As diversas tecnologias de soldagem disponíveis têm grande importância na indústria, sendo emprega- das em larga escala na fabricação de automóveis, navios e aviões, por exemplo. A soldagem consiste em unir duas ou mais peças, estabelecendo, nas regiões de contato, ligações químicas de natureza similar às existentes no interior dos próprios materiais. Na foto ao lado, uma artesã usando equipamento de segurança está soldando partes de uma estrutura metálica produzindo uma profusão de fagulhas luminosas. Uma determinada fagulha, cuja massa é muito pequena, lançada em temperatura da ordem de 500 8C, não é capaz de queimar com gravidade os corpos que estão à sua volta. Isso ocorre devido à sua baixa capacidade térmica. Ao atingir um desses corpos, ela sofre um brusco resfriamento, que ocorre mediante o desprendimento de uma pequena quantidade de calor. JÁ PENSOU NISTO? A la m y /F o to a re n a 1. (Uerj) Observe na figura, um ferreiro que aquece uma ferradura e a esfria, em seguida, em um balde cheio de água, à temperatura ambiente. Quando o equilíbrio térmico é atingido, a água se aquece de poucos graus Celsius, enquanto a ferradura se resfria de algumas centenas de grau, na mesma escala de temperatura. A grandeza física que determina essa diferença de comportamento entre a água e a ferradura é: a) o peso. b) o volume. c) o calor específico. d) a capacidade térmica. 2. (UFRN) Em uma aula prática de Termologia, o professor realizou a demonstração a seguir: I. Colocou massas iguais de água e óleo, à mesma temperatura, respectivamente, em dois recipientes de vidro pirex, isolados termicamente em suas laterais e respectivas partes superiores. Nível 1Exercícios • Para um mesmo corpo, a variação de temperatura é proporcional à quantidade de calor recebido ou cedido por ele. • Para que corpos constituídos de igual substância sofram a mesma varia- ção de temperatura (Du), a quantida- de de calor recebido ou cedido deve ser proporcional à massa. B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra 2CONECTEFIS_MERC18Sa_U1_Top3_p063a119.indd 66 7/7/18 2:13 PM 67TÓPICO 3 | CALOR SENSÍVEL E CALOR LATENTE b) A capacidade térmica da panela é grande, per- mitindo que seu resfriamento se dê com rapi- dez, passando todo o calor para o alimento, fazendo-o queimar. c) A capacidade térmica da panela é grande, o que significa que, para uma pequena variação de temperatura no resfriamento, a panela ir- radia grande quantidade de calor, podendo acarretar a queima do alimento. d) A frase de Tia Anastácia é mais uma crendice popular. O fato de a comida ter queimado não está relacionado à panela de pedra, e sim ao tempo excessivo à espera do prato na mesa. e) A pedra, de que é feita a panela, tem a capaci- dade de reproduzir calor quando estimulada, acabando por queimar o alimento se o estímulo for muito grande. 4. (Enem) Em grandes metrópoles, devido a mudanças na superfície terrestre — asfalto e concreto em excesso, por exemplo — formam-se ilhas de calor. A resposta da atmosfera a esse fenômeno é a pre- cipitação convectiva. Isso explica a violência das chuvas em São Paulo, onde as ilhas de calor chegam a ter 2 a 3 graus centígrados de diferença em relação ao seu entorno. Revista Terra da Gente. Ano 5, no 60, Abril 2009 (adaptado). As características físicas, tanto do material como da estrutura projetada de uma edificação, são a base para compreensão de resposta daquela tecnologia construtiva em termos de conforto ambiental. Nas mesmas condições ambientais (temperatura, umidade e pressão), uma quadra terá melhor conforto térmico se a) pavimentada com material de baixo calor espe- cífico, pois quanto menor o calor específico de determinado material, menor será a variação térmica sofrida pelo mesmo ao receber deter- minada quantidade de calor; b) pavimentada com material de baixa capacida- de térmica, pois quanto menor a capacidade térmica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor; c) pavimentada com material de alta capacidade térmica, pois quanto maior a capacidade tér- mica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor; II. Pegou dois termômetros idênticos e colocou um em cada recipiente. III. Em seguida, colocou esses recipientes sobre uma chapa quente. Passado algum tempo, o professor mostrou para seus alunos que o ter- mômetro do recipiente com óleo exibia um va- lor de temperatura maior que o do recipiente com água, conforme ilustrado na figura abaixo. chapa quentech nteapa quen óleoágua Considerando-se que a água e o óleo receberam a mesma quantidade de calor da chapa quente, é correto afirmar que a temperatura do óleo era mais alta porque: a) a condutividade térmica da água é igual à do óleo. b) a condutividade térmica da água é maior que a do óleo. c) o calor latente da água é igual ao do óleo. d) o calor específico da água é maior que o do óleo. 3. (Fazu-MG) Tia Anastácia é famosa por sua habilidade na cozinha. Um de seus pratos mais famosos é o ri- soto de camarão feito em panela de pedra. Inácia, sobrinha de Tia Anastácia, ao tentar reproduzir o fa- moso prato, frustrou-se, pois, apesar de todos os cuidados e da bela aparência do prato, quando do mo- mento da retirada do fogo, surpreendeu-se com o fato de que, posto à mesa, o arroz acabou por queimar.Ao questionar Tia Anastácia sobre o ocorrido, esta lhe respondeu que o segredo do cozimento dos alimentos em panela de pedra, para que a comi- da não queime, está no fato de se retirar a pane- la do fogo um pouco antes que o prato esteja totalmente cozido. Nas palavras de tia Anastácia: “A quentura da panela acaba por cozer os alimentos mesmo que ela já não esteja mais no fogo.” Dentre as afirmações a seguir, qual a que explica corretamente a “quentura” da panela de pedra salientada por Tia Anastácia? a) A capacidade térmica da panela de pedra é mui- to pequena, fazendo com que a temperatura se mantenha elevada por muito tempo. R e p ro d u ç ã o /A rq u iv o d a e d it o ra 2CONECTEFIS_MERC18Sa_U1_Top3_p063a119.indd 67 7/7/18 2:13 PM