aula0506 FISII[3]

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Aula 05/06
Temperatura e calor
Referências: 
	capítulo 17 - Young e freedman 12ª edição
 	capítulo 21 - resnik, halliday, krane 5ª edição
Calor
Calor é a energia transferida de um corpo para outro decorrente da diferença de temperatura entre eles.
A
B
t0:TA > TB
equilíbrio térmico
A
B
tn:TA = TB
A
B
calor
Calor
Ao fornecermos ou retirarmos calor de um corpo/sistema, pode acontecer dois efeitos em relação ao estado da matéria:
calor
Mudança de fase
Variação de temperatura
Calor e as variações de temperatura
M
2M
M
M
Situação 3: elevar a temperatura de uma quantidade ΔT em dois blocos A e B, de mesma massa (materiais diferentes).
M
M
Reunindo as informações de cada situação chegamos à seguinte equação:
Q = quantidade de calor
m = massa do corpo
ΔT = variação de temperatura
c = calor específico
A
A
A
B
B
B
Calor e as variações de temperatura
Exemplos
Calor e as mudanças de fase
A mudança de estado (ou fase) de uma substância, a uma dada pressão, ocorre a uma temperatura definida (fixa). 
Tomando novamente como exemplo a água, sabemos que (à pressão atmosférica) a mudança da fase sólida para líquida acontece a 0°C. A mudança da fase líquida para a fase de vapor ocorre a 100°C. 
A quantidade de calor necessária para provocar uma mudança de fase numa dada quantidade de massa m é denominada calor latente (L). 
A unidade do calor latente, no S.I., é J/kg, mas comumente encontramos esta quantidade expressa em cal/g.
Calor e mudança de fase
A quantidade de calor necessária para provocar uma mudança de fase em uma quantidade m de uma dada substância será obtida pela expressão:
Q = quantidade de calor
m = massa do corpo
L = calor latente da mudança de fase (fusão, vaporização, etc..)
IMPORTANTE: 	o sinal positivo será usado para indicar que devemos fornecer calor ao corpo/sistema durante a transição de fase.
		o sinal negativo será usado para indicar que devemos retirar calor do corpo/sistema durante a transição de fase.
Calor e mudança de fase
Para obter a quantidade de calor total para elevar a temperatura de um corpo, havendo uma transição de fase entre as duas temperaturas T0 e TF, devemos combinar as equações.
Exemplo: Qual a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 200g a -10°C para 50°C?
E bla bla bla bla bla bla...
Exemplos
Exemplo 19.9: Uma estudante de Física deseja resfriar 0,25kg de Coca Cola (constituída essencialmente por água) inicialmente a uma temperatura de 25oC, adicionando gelo a -20oC. Qual a quantidade de gelo que ela deve usar para que a temperatura final seja 0oC, sabendo que todo gelo se funde e que o calor específico do recipiente pode ser desprezado? Dados: C_água = 4190J/Kg.K; C_gelo=2100J/Kg.K; L_gelo=3,34x105J/K
Problema 17.34: Para se manter acordado em seu estudos durante uma noite inteira, um estudante prepara uma xícara de café colocando inicialmente um aquecedor elétrico de 200W em 0,320kg de água. A) Qual calor é transferido para a água para elevar a temperatura de 20oC até 80oC? Quanto tempo é necessário? Suponha que toda potência do aquecedor seja transformada em calor para aquecer a água.