Capacidade Calorífica

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Capacidade Calorífica 
Docente: Silvania Lanfredi 
Discentes: Beatriz Helena, Dayane Polegatto e João Pedro 
Objetivos
Compreender os conceitos:
Calor especifico
Capacidade calorifica 
Capacidade calorifica a volume constante
Capacidade calorifica a pressão constante
Capacidade calorifica mássica
Temperatura e calor 
Lei zero da termodinâmica: O calor sempre flui da fonte quente para a fonte fria.
 Temperatura e a medida do grau de agitação das moléculas de um corpo.
 Calor e a energia térmica em transito.
PROPAGAÇÕES DO CALOR
Condução
Convecção
Irradiação 
Capacidade CALORÍFICA 
Variação de temperatura sofrida por um objeto que absorve certa quantidade de energia 
Para as substâncias puras, a capacidade calorífica é dada para uma quantidade específica de substância, geralmente, para 1 mol. 
Se um corpo cede ou recebe uma quantidade de calor Q e sua temperatura sofre uma variação ΔT, a capacidade calorífica (C) desse corpo é, por definição, a razão:
 
 C=QΔT
CAPACIDADES CALORÍFICAS
Determina a variação térmica de um corpo ao receber determinada quantidade de calor. 
C = Q / ∆T
Capacidade calorífica à volume constante: 
Cv = (∂U / ∂T)v
Capacidade calorífica à pressão constante: 
Cp = (∂H / ∂T)p 
A relação entre as capacidades caloríficas: 
Cp – Cv = nR
Gases Ideais 
Para os gases ideais a energia interna pode ser especificada por duas das seguintes variáveis:
Pressão Volume Temperatura 
 
Pois há uma função de estado relacionando-as.
Capacidade Calorífica 
Capacidade calorifica a volume constante
 
 
Simplificando
Tomamos como exemplo um reator a volume constante isolado de forma a permitir apenas a troca de energia e não de matéria.
 A temperatura das vizinhas sendo maior que a do sistema teremos um saldo positivo de energia, o sistema mantendo o volume constante o trabalho de expansão será 0.
Logo a variação de energia do sistema é igual ao calor que entra no sistema, calor este que é convertido em agitação térmica das moléculas (temperatura). 
Portanto a variação da energia interna depende apenas da temperatura.
Capacidade calorifica a pressão constante
Se ocorrem variações a pressão constante o termo dp sera 0
Sendo assim podemos definir a capacidade calorifica a pressão constante em termos de H
Capacidade calorifica a pressão constante
Para obtermos a variação total da entalpia pela temperatura basta integrarmos a equação.
Esta equações é utilizada se considerarmos que a variação da entalpia é igual a q quando uma mudança ocorre a pressão constante.
A equação pode ser simplificada da seguinte forma caso CP seja constante para o intervalo de temperatura considerado
Relação entre cP e cv
Cp>>cv
Diferente do caso a volume constante, onde todo o calor fornecido pela vizinhança é transformado em agitação térmica, a pressão constante parte deste calor é devolvido na forma de trabalho à vizinhança, ou seja, o aquecimento a pressão constante é menor, logo pela definição de capacidade calorifica, em pressão constante, a capacidade calorifica é maior.
CAPACIDADE CALORÍFICA
 Comportamento nos sólidos
 
A capacidade térmica dos sólidos é medida à pressão constante, e não à volume constante. A partir de Cp , podemos obter Cv usando a identidade :
Cp = Cv + Tvα2 /KT
A teoria clássica sobre o calor específico está baseada na Lei de Dulong e Petit (1819). Segundo essa lei: “O calor específico é o mesmo para todas as substâncias sólidas elementares e este valor é aproximadamente 6 cal/mol.K” ou 25 J° mol.K.
CAPACIDADE CALORÍFICA MÁSSICA
Comumente conhecida como Calor Específico 
É a quantidade mínima de calor necessária pra 1g de matéria aumentar em 1°C.
 
 É uma propriedade particular de cada material
CAPACIDADE CALORÍFICA MÁSSICA
 Ela é a constante calorífica por unidade de massa, ou seja:
Por tal razão, conhecemos a fórmula básica de Calorimetria:
CAPACIDADE CALORÍFICA MÁSSICA
Podemos concluir que: 
A Capacidade Calorífica está diretamente proporcional à massa de um corpo. 
Também não podemos esquecer que: 
O calor específico varia conforme o material de que o corpo é constituído.
Capacidade calorifica na cozinha
O cozimento de alimentos está diretamente ligado à capacidade térmica. Por exemplo, quando vamos preparar o macarrão, devemos manter a temperatura da água bem próxima de 100 ºC. Por isso a panela e a água devem ter uma alta capacidade térmica, a fim de que sua temperatura sofra pouca variação quando adicionarmos o macarrão.
 temperatura do planeta
A água contida nos rios e oceanos absorve grande quantidade de calor, mas nem por isso a Terra fica aquecida, pelo contrário, devido a sua capacidade calorifica ser maior que muitos materiais, ela é responsável por equilibrar a temperatura do planeta
El Niño
Em virtude da elevação da temperatura das águas do Oceano Pacífico na região do Peru, uma quantidade de calor acima do normal é transferida para a atmosfera e gera alterações bruscas no clima da Terra.
El Niño
O El Niño resulta em altos índices pluviométricos em algumas regiões, como na costa oeste da América do Sul, e em graves secas e períodos de estiagem em outras, como na Austrália. No período de sua incidência, que ocorre em ciclos de 2 a 7 anos, o fenômeno também provoca verões com temperaturas acima da média na Europa e nos Estados Unidos. No Brasil, o fenômeno também possui forte influência, provocando excesso de chuvas em algumas regiões, como na região sul e sudeste; e secas em outras, como na região nordeste.
Referências 
 
1 ROZENBERG, I. M. Química geral. São Paulo: Edgar Blücher, 2002.
2 BROWN, T. L.; LEMAY, E.; BURTSTEN, B. E. Química: a ciência central. Tradução de Robson Matos. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.
3 Calorímetro. Disponível em: http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/calorimetro.htm, acesso em 20/09/2017.
4 ATIKINS, Peter; Jones, Loreta. Físico Química I, Rio de Janeiro, 6° edição, editora LTC, volume 1, 1999.