revisao de fisica 1

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CALORIMETRIA
Calor
É a transferência de energia de um corpo 
para outro, decorrente da diferença de 
temperatura entre eles.
quente frio
Fluxo de calor
Unidades de calor
1 cal = 4,186 J (no SI)
1 kcal = 1000 cal
CALORIMETRIA
Potência ou Fluxo de Calor 
Se medirmos o intervalo de tempo durante o qual uma 
fonte térmica (fogão a gás) fornece determinada fonte de 
calor, definimos potência como:
Unidades de Potência:
J/s = watt (W) (no SI)
ou
cal/min ou cal/s.
CALORIMETRIA:
Calor específico (cp)
É a quantidade de calor necessária para variar a 
temperatura de 1g de determinada substância, de 
1oC. Essa variação depende de cada substância, 
por exemplo:
O calor específico do ferro é aproximadamente 
0,11cal/g.oC, isto significa que 1g de ferro 
necessita de 0,11 cal para elevar sua temperatura 
de 20oC para 21oC, ou seja, aumentar 1oC.
CALORIMETRIA:
Calor específico (cp)
Água
Equação fundamental 
da calorimetria
quente frio
Fluxo de calor
Q
ti tf
m m
Observações:
• Se tf > ti o corpo recebe calor, isto é, Q > 0.
• Se tf < ti o corpo cede calor, isto é, Q < 0.
•A capacidade térmica do corpo é: C = m.cp
IndefinidoIndefinidaAltagrandefracasGasosa
DefinidoVariávelMédia ModeradaModeradasLíquida
DefinidoDefinidaBaixaPequena FortesSólida
VolumeFormaTemperatura
Energia 
devido às 
vibrações
Força de 
atração 
entre os 
átomos
Fases
Fases da matéria
Sólido Líquido Gasoso
sublimação
fusão vaporização
sublimação
condensaçãosolidificação
Mudanças de fase 
Endotérmicas – absorvem calor. Exotérmicas – cedem calor.
Endotérmicas
Exotérmicas
Evaporação: É um processo lento que se verifica apenas na 
superfície do líquido, seja qual for sua temperatura.
Ex: Pote de barro, álcool na pele, etc.
Tipos de Vaporização
Ebulição: É um processo tumultuoso que ocorre na temperatura de 
ebulição e que se verifica em toda massa líquida. Depende da 
pressão.
Ex: água fervendo.
Calefação: É um processo rápido que ocorre numa temperatura 
superior a de ebulição.
Ex: jogar água numa chapa de fogão bem aquecida (acima de 100oC).
Sensível: É o calor que quando fornecido a uma substância ou 
cedido por ela, provoca apenas variação na sua temperatura.
Latente: É o calor que quando fornecido a uma substância ou cedido 
por ela, provoca uma mudança no seu estado físico (mudança de 
fase) sem que varie a sua temperatura.
Q = m.L
Calor sensível e calor latente
1.Tem-se 300 g de um certo líquido à temperatura de 
30°C. Fornecendo-se 600 cal diretamente a esse líquido, 
sua temperatura sobe para 35°C. Sabe-se que esse 
fenômeno é regido pela expressão Q = m.cp.(Tf-Ti). 
Pede-se o valor do calor específico do líquido.
EXERCÍCIOS
2. (Unitau-SP) Um líquido está a -10°C. Se o calor 
específico desse líquido é 0,5 cal/g.°C, uma fonte que 
fornece 50 cal/min deverá aquecer 100 g desse líquido 
até atingir 30°C em:
a) 10 min b) 25 min c) 40 min d) 50 min
EXERCÍCIOS
Calor sensível e calor latente
Figura 1: Há fornecimento de calor, porém só ocorre mudança na 
sua temperatura (calor sens ível).
Figura 2: Há fornecimento de calor, porém só ocorre mudança no 
estado físico, sem que haja variação na temperatura (calor latente).
Figura 3: Há fornecimento de calor, porém só ocorre mudança na 
sua temperatura (calor sens ível).
Figura 4: Há fornecimento de calor, porém só ocorre mudança no 
estado físico, sem que haja variação na temperatura (calor latente).
Curvas de aquecimento e 
resfriamento
Vamos supor que tenhamos, num recipiente, certa massa de 
gelo inicialmente a -20°C, sob pressão atm. Se levarmos esse 
sistema ao fogo (figura abaixo), acompanhando como varia a 
temperatura no decorrer do tempo, veremos que o processo 
todo pode ser dividido em cinco etapas distintas:
- aquecimento do gelo de -20°C a 0°C
- fusão do gelo a 0°C
- aquecimento da água líquida de 0°C a 
100°C
Vaporização da água 
líquida da 100°C
aquecimento do 
vapor acima de 
100°C (supondo-
o confinado a 
um recipiente)
- resfriamento do vapor de 110°C a 100°C
- condensação do vapor a 100°C
- resfriamento da água 
líquida de 100°C a 0°C
solidificação da água a 0°C
resfriamento do gelo abaixo de 0°C
3. Sendo Ls = -80 cal/g o calor latente de solidificação da 
água, calcule quantas calorias devem perder 600 g de 
água líquida, a 20°C, até sua total solidificação. O 
calor específico da água é 1 cal/g.°C.
EXERCÍCIOS
4. Quantas calorias são necessárias para transformar 
100 g de gelo, a -20°C, em água a 60°C? O gelo se 
funde a 0°C, tem calor específico 0,5 cal/g.°C e seu 
calor latente de fusão é 80 cal/g. O calor específico da 
água é 1 cal/g.°C. Construa a curva de aquecimento do 
sistema.
5. Temos inicialmente 200 gramas de gelo a -10°C. 
Determine a quantidade de calor que essa massa de 
gelo deve receber para se transformar em 200 g de 
água líquida a 20°C. Trace a curva de aquecimento do 
processo. (Dados: calor específico do gelo = 0,5 
cal/g°C; calor específico da água = 1 cal/g°C; calor 
latente de fusão do gelo = 80 cal/g.) 
EXERCÍCIO RESOLVIDO
Curva de aquecimento do processo:
TERMOLOGIA: 
Temperatura
É a medida da agitação das moléculas de 
um corpo. É uma descrição quantitativa 
para verificar se um corpo é quente ou frio. 
Corpo quente:
maior agitação
Corpo frio:
menor agitação
TERMOLOGIA:
Equilíbrio Térmico
TA
TB
T
TA > T > TB
A temperatura de 
equilíbrio é menor que 
TA e maior que TB. 
TERMOLOGIA:
Escalas termométricas
Celsius(ºC)
100ºC
Fahrenheit(oF)
212ºF
Kelvin(K)
373,15 K
- 273,15ºC - 459,67ºF0 K
Ponto de 
fusão do gelo
Rankine(R)
671,67 R
0R
0ºC 32ºF273,15 K 491,67 R
Zero 
Absoluto
Ponto de 
ebulição da água
Relação entre as escalas
0oC 32oF273,15 K
Celsius(oC)
100oC
Fahrenheit(oF)
212oF
Kelvin(K)
373,15 K
Temperatura
qualquer
TC TFTK
491,67 R
Rankine(R)
671,67 R
TR
Dividindo-se o 
denominador 
por 20:
1. (F.M.Pouso Alegre-MG) O termômetro Celsius marca 0 na 
temperatura do gelo fundente e 100 na temperatura de ebulição da 
água, sob pressão atmosférica. O termômetro Fahrenheit marca 32 e 
212, respectivamente, nessas temperaturas. Quando o termômetro 
Celsius marcar 40°C, o Fahrenheit marcará:
a)8,0 b) 72 c) 104 d) 132 e) 140
2. (Unimep-SP) Numa das regiões mais frias do mundo, o termômetro 
indica -76°F. Qual será o valor dessa temperatura na escala Kelvin?
a) -333,15 b) 213,15 c) -213,15 d) -103 e) 333,15
3. (U.F. Uberlândia – MG) A temperatura normal do corpo humano é, 
em média, de 36ºC. Se uma pessoa está com 39ºC, qual a sua variação 
de temperatura na escala Kelvin?
a) 36K b) 312K c) 234K d) 39K e) 3K
EXERCÍCIOS
4. Numa cidade baiana o termômetro marca 30ºC. Em graus Rankine
essa temperatura vale, aproximadamente:
a) 303 b) 86 c) 546 d) 492 e) 446
5. Na escala Rankine, considerando a pressão atmosférica, quanto 
vale 0 K?
a)491,67R b) -100R c) 212R d) 0R e) 671,67R
EXERCÍCIOS
PROCESSOS DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
1. Convecção:
No processo de convecção quando 
resfriamos uma parte do fluido, ele 
diminui de volume, torna-se mais 
denso e desce. 
Ao mesmo tempo, seu lugar vai 
sendo ocupado pelas camadas 
menos densas, ou seja, mais 
quentes, que estão abaixo dela.
Assim na convecção existe 
transferência de calor e de massa.
Convecção
ar frio
PROCESSOS DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
1.1. A lei de resfriamento de Newton
Considerando a transferência de calor que ocorre no contato de 
um fluido em movimento e uma superfície de área A, quando os 
dois se encontram a temperaturas diferentes, a equação que 
descreve a taxa de transferência de calor convectiva é conhecida 
como a lei do resfriamento de Newton e é dada por:Convecção
2. Condução:
Na condução o processo de 
transferência de energia se 
dá através da vibração das 
moléculas. 
Essa vibração ocorre sem 
deslocamento das mesmas. 
Uma molécula transmite 
vibração para outra, na 
medida que são submetidas 
à variação de temperatura. 
Assim na condução existe 
transferência de calor.
O ferro é bom condutor: o calor se 
propaga rapidamente da extremidade B a 
extremidade A.
ConduçãoPROCESSOS DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
2.1. Lei da Condução:
A quantidade de calor que atravessa 
uma superfície pelo intervalo de 
tempo depende da área da parede
A, da espessura e, da diferença de 
temperatura T2-T1 e da natureza do 
material que constitui a parede.
Para um dado material, a taxa de 
transferência de calor é tanto maior 
quanto maior a área A, quanto maior 
a diferença de temperatura, e 
quanto menor a espessura e. 
PROCESSOS DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
O fluxo é diretamente proporcional 
à área A e à diferença de 
temperatura, e inversamente 
proporcional à espessura e.
Condução
Lei de Fourier da Condução:
PROCESSOS DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
Condução
3. Radiação:
A radiação térmica é a energia 
emitida por toda matéria que se 
encontra a uma temperatura 
não-nula. 
A radiação é transportada por 
meio de ondas 
eletromagnéticas.
Enquanto a transferência de 
calor por condução ou 
convecção necessita de um 
meio material, a radiação não 
necessita dele. Se propaga com 
mais eficiência no vácuo.
RadiaçãoPROCESSOS DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
3. Radiação:
A taxa pela qual a energia radiante é emitida por 
uma superfície (corpo negro) é chamada por 
poder emissivo (E), que é expresso pela lei de 
Stefan-Boltzmann: 
RadiaçãoPROCESSOS DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
onde:
•E – poder emissivo,W/m2;
•T – temperatura absoluta do corpo, K;
3. Radiação:
O fluxo de calor emitido por um corpo real é
menor do que aquele emitido por um corpo 
negro e é dado por:
RadiaçãoPROCESSOS DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR
3.1. Irradiação:
É a taxa em que todas as radiações (do sol, de 
outras superfícies da vizinhança) incidem sobre 
uma área unitária da superfície.
RadiaçãoPROCESSOS DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR