VOLUME 2-155-156

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Termoquímica: o calor e os
processos químicos
Alguns conteúdos importantes
Comentário preliminar
A energia é um assunto de gra
nde importância não apenas n
os meios científicos, mas tamb
ém
para a sociedade em geral. O
s meios de transporte, o funci
onamento de variados tipos de
dispo-
sitivos, a manufatura de bens e
muitas outras atividades huma
nas dependem da existência d
e fon-
tes de energia e do conhecim
ento de como explorá-las.
Uma das fontes energéticas m
ais importantes são os combus
tíveis, substâncias que, ao sofr
e-
rem combustão (queima), liber
am energia que pode ser aprov
eitada para diversas finalidade
s. Essa
energia, que é liberada na for
ma de calor (“energia em tran
sferência”), pode ser converti
da para
outras formas de energia — e
létrica ou mecânica, por exem
plo — para ser aproveitada.
As reações de combustão são
exemplos de processos que lib
eram calor.
São conhecidos, também, pro
cessos que absorvem calor.
Este capítulo tem como tema
a energia que é liberada ou a
bsorvida, sob a forma de calo
r, a
pressão constante, em proce
ssos de interesse da Químic
a, tais como as mudanças d
e fase
(solidi ficação, fusão, vaporizaç
ão, condensação etc.) e as re
ações químicas.
O ramo da Química que estud
a esse tema é denominado ter
moquímica .
Neste capítulo, você verá, entr
e outras coisas, como se faz a
medida do calor envolvido num
a
reação, como se pode prever
o calor liberado ou absorvido
numa reação mesmo sem real
izá-la e
como o conhecimento de dad
os referentes à energia envol
vida em processos químicos p
ermite
fazer previsões úteis.
Você aprenderá também algun
s importantes fatos sobre o co
nteúdo energético dos aliment
os,
sua relação com as atividades
corporais e sua utilidade inform
ativa na busca de hábitos saud
áveis
de nutrição.
• Processos exotérmicos e processos endotérmicos
• Unidades de energia relevantes para a termoquímica: a
caloria e o joule
• Entalpia e variação de entalpia
• Conteúdo calórico de nutrientes
• Lei de Hess
• Estado-padrão
• Entalpia-padrão de combustão
• Entalpia-padrão de formação
• Energia de ligação
• Cálculos estequiométricos envolvendo energia libera-
da ou absorvida
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A critério do(a) professor(a) esta atividade poderá ser realizada em grupos.
Objetivo: Observar evidências de fluxo de calor na vaporização da água.
Você vai precisar de:
• dois termômetros
• ventilador
• algodão
• água (que esteja na temperatura da sala)
Procedimento:
1. Posicione os dois termômetros a uma mesma distância do ventilador,
inicialmente desligado. Deixe-os aí até atingirem equilíbrio térmico
com a sala (ambos deverão marcar a mesma temperatura).
2. Envolva o bulbo de um dos termômetros com um chumaço de algo-
dão e umedeça esse chumaço com água. Ligue o ventilador. A monta-
gem experimental deve se assemelhar ao desenho ao lado.
3. Registre, a cada minuto, a temperatura marcada pelos termômetros.
4. Analise as anotações feitas ao longo de quinze minutos. O que se nota?
Como isso pode ser explicado?
Faça uma experiência e observe
Motivação
Desenvolvendoo tema
1. CALOR E UNIDADES PARA EXPRESSÁ-LO
1.1. O conceito de calor
Imagine 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 se
modificam gradualmente até chegar a uma situação em que ambos apre-
sentam a mesma temperatura.
Os cientistas explicam esse acontecimento dizendo que há transfe-
rência de energia do corpo mais quente para o mais frio. Essa é uma
regra geral da natureza: quando dois corpos são colocados em contato,
energia flui do que está a uma temperatura maior para o que está a uma
temperatura menor.
A energia transferida entre dois corpos (ou entre diferentes partes de
um mesmo corpo) que têm temperaturas diferentes é denominada calor.
O calor sempre flui espontaneamente do corpo mais quente para o
mais frio. Voltemos ao exemplo dos dois cubos de ferro. Calor é transfe-
rido do mais quente para o mais frio até que ambos passem a ter a mes-
ma temperatura. A partir de então, pára de haver troca de calor entre os
dois cubos.
1.2. Há processos que liberam e outros que absorvem calor
Considere um sistema contendo álcool e oxigênio. Se a combustão do
álcool for provocada — mediante uma chama ou faísca elétrica, por exem-
plo —, uma certa quantidade de energia será liberada nessa reação, e
essa energia será transferida desse sistema para as vizinhanças. Em ou-
tras palavras, a combustão é um processo que libera calor.
Termômetros
Algodão
úmido
Ventilador
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