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Física II Professor Altivo Monteiro Universidade Estácio de Sá QUANTIDADE DE CALOR (Q) Caloria é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1g de áqua de 14,5ºC para 15,5ºC. JcalKcal 418610001 Caloria (cal) é a quantidade de calor correspondente a 4,186J. •Calor sensível é a quantidade de calor cedido ou absorvido por um corpo e acarreta, exclusivamente , uma variação de temperatura do corpo. •Calor latente é a quantidade de calor cedido ou absorvido por um corpo e acarreta, exclusivamente , uma mudança no estado físico do corpo. Calor sensível Neste caso estudamos o calor sensível necessário para produzir uma variação de temperatura num corpo de massa m. Calor sensível TmcQ Calor específico é a quantidade de calor necessário para variar de um grau a temperatura de uma unidade de massa. Cg cal º •A quantidade de calor é dada em Joule •A diferença de temperatura •A massa dada em quilogramas J KC ou º Kg Para uma variação de temperatura infinitesimal: mcdTdQ Capacidade térmica de um corpo é definida pela relação entre a quantidade de calor trocada e a correspondente variação de temperatura. TC mc T Tmc T Q CT . Exemplo Você está projetando um elemento para um circuito eletrônico constituído por 23 mg de silício. A corrente elétrica transfere energia para o elemento com uma taxa igual a . Se no projeto não pode ocorrer nenhuma transferência de calor para fora do elemento. Qual deve ser a taxa de aumento de temperatura do elemento? O calor específico do silício é igual a . s JmW 3104,74,7 KKg J . 705 Calor específico molar Especifica a quantidade de uma substância em termos do número de moles (n) e da massa molar (M). Exemplo: A massa molecular da água = .0180,00,18 temágua de mol 1 Kgg mol Kg3100,18 Mnm . TnCQTnMcQ .ou . molar. específicoCalor McC CALOR LATENTE (MUDANÇA DE FASE) Na mudança de fase temos consumo de energia sem mudança de temperatura. A energia é usada exclusivamente na transição. Para a água temos: TF(ºC) TV(ºC) Lf(cal/g) LV(cal/g) água 0 100 79,6 539 Kg JLf 51034,3 Kg JLV 610256,2 CALOR LATENTE (MUDANÇA DE FASE) Então para liquefazer a massa m é necessário uma quantidade Q de calor onde: fmLQ Então para vaporizar a massa m é necessário uma quantidade Q de calor onde: VmLQ E como o processo é reversível temos: mLQ Para substâncias puras a temperatura permanece constante nas mudanças de fase. Com todos os casos temos: CALOR LATENTE (MUDANÇA DE FASE) Água a pressão constante Exemplo Uma estudante de física deseja resfriar 0,25Kg de coca-cola diet. (maior parte constituída por água), inicialmente a uma temperatura de 25ºC, adicionando gelo a -20ºC. Qual a quantidade de gelo 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. Kg jL KKg Jc KKg Jc f gelo água 5 3 1034,3 . 101,2 . 4190
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