aula 2a Fundamentos da Termodinâmica

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Temperatura e Calor
● Sistema (Ts) e Ambiente (TA). Exemplo: Sistema: 
Café e Ambiente: Cozinha.
● Variação de temperatura se deve a uma mudança 
de energia térmica do sistema por causa da troca 
de energia entre o sistema e o meio ambiente.
● Energia térmica é uma energia interna que consiste 
na energia cinética e na energia potencial 
associadas aos movimentos aleatórios do átomos, 
moléculas, etc, que existem no interior de um 
objeto.
 
Temperatura e Calor
● A energia transferida é chamada de Calor, seu símbolo: 
Q.
● Se a energia é transferida do ambiente para a energia 
interna do sistema (calor é absorvido pelo sistema): 
O Calor é positivo!!!
● Se a energia é transferida da energia interna do sistema 
para o ambiente (calor é cedido, perdido pelo sistema): 
O Calor é negativo!!!
 
Temperatua e Calor
Calor é a energia transferida de um sistema para um ambiente
ou vice-versa devido a uma diferença de temperatura. 
(Calor Sensível)
A unidade é caloria (cal): quantidade de calor necessária para
aumentar a temperatura de 1 g de água de 14,5°C para 15,5°C.
1 cal = 4,18 Joule (J)
 
Capacidade Térmica
● A Capacidade Térmica C de um objeto é a constante de 
proporcionalidade entre o calor Q recebido ou cedido por 
um objeto e a variação de temperatura ΔT do objeto, ou 
seja, 
 
● Unidade: energia por grau ou energia por Kelvin. Ex: 
179 cal/C° ou 179 cal/K ou 179 J/K. 
 
Calor específico
● “Capacidade Térmica por unidade de massa” ou 
calor específico c, que se refere não a um objeto, 
mas a uma massa unitária do material de que é feito 
o objeto.
● Então: 
● Calor específico da água: c = 1cal/g.C°
 
Calor específico molar
● Muitas vezes, a unidade mais conveniente para 
expressar a quantidade de uma substância é o mol:
1mol = 6,02 x 1023 unidades elementares de qualquer 
substância (átomos).
● Exemplo: 1mol de alumínio significa 6,02 x 1023 átomos 
de Al.
● Quando a quantidade de uma substância é expressa em 
mols o calor específico deve ser expresso em 
quantidade de calor por mol e não por unidade de 
massa, nesse caso, ele é chamado de calor específico 
molar. 
 
Calores de Transformação 
(Latente)
● Quando o calor é transferido para uma amostra sólida ou 
líquida nem sempre a temperatura da amostra aumenta. 
Em vez disso, a amostra pode mudar de fase (ou 
estado).
 
Calores de Transformação 
(Latente)
● Fundir um sólido significa fazê-lo passar do estado 
sólido para o estado líquido. Ex.: Fusão de um cubo 
de gelo para formar água.
● Solidificar um líquido é o inverso de fundir, e exige a 
retirada de energia do líquido para que os átomos ou 
moléculas voltem a formar estrutura rígida de um 
sólido. 
● Vaporizar um líquido significa fazê-lo passar do 
estado líquido para o estado gasoso. Este processo 
como o de fusão requer pois os átomos ou 
moléculas liberados de seus aglomerados. Ex.: 
Ferver água p/ transformar em vapor.
 
Calores de Transformação 
(Latente)
● Condensar um gás é o inverso de vaporizar e exige a retirada 
de energia para que os átomos ou moléculas voltem a se 
aglomerar. Ex.: Tampa da panela depois que água ferver.
● Então: Calor de Transformação ou Calor Latente (L),
é a quantidade de energia por unidade de massa que deve ser 
transferida em forma de calor para que uma amostra mude 
totalmente de fase. A temperatura fica constante!
● Assim quando uma amostra de massa m sofre uma mudança 
de fase a energia total transferida é:
 
 
Calores de Transformação 
(Latente)
● Se ligue !!!!!!!
● Quando a mudança é da fase líquida para a gasosa 
(caso em que a amostra absorve calor) ou da fase 
gasosa para a líquida (caso em que a amostra libera 
calor) o calor de transformação é chamado de calor de 
vaporização. Símbolo: 
● Quando a mudança é da fase sólida para a líquida (caso 
em que amostra absorve calor) ou da fase líquida para 
sólida (caso em que amostra libera calor), o calor de 
transformação é chamado de calor de fusão. 
Símbolo: 
 
Aplicação
1-) Um corpo feito de 250 g de latão é aquecido de 0ºC 
até 100ºC, para isto foram utilizadas 2300 cal. Calcule:
a) O calor específico do latão;
b) A capacidade térmica desse corpo;
c) Se o corpo na situação final perder 1000 cal, qual será 
a sua temperatura? 
 
Aplicação
2-) Um corpo tem capacidade térmica igual a 18 cal/ ºC e o calor 
específico do material que o constitui é igual a 0,12 cal/g°C. Qual a 
massa do corpo?
3-) Um bloco de gelo de massa igual a 300 g encontra-se a 0°C. 
Para que todo gelo se derreta, obtendo água a 0°C, são necessárias 
24.000 cal. Determine o calor latente de fusão do gelo.
Q=m.L
24000 = 300 . L
L = 24000 / 300
L = 80 cal/g
Resposta: 80 cal/g
●
 
Aplicação
4-) Que quantidade de calor deve absorver 
uma amostra de gelo de massa m = 720g a 
-10°C para passar ao estado líquido a 15°C ? 
Dados: 
calor específico do gelo c = 2220 J/Kg.K;
calor de fusão da água = 333 Kj/Kg;
calor específico da água c = 4190 J/Kg.K
 
Temos 3 etapas: 
● De Ti= -10°C à Tf= 0°C: Há mudança de 
temperatura: Calor Sensível (Q=m.c.ΔT);
● De Ti= 0°C à Tf= 0°C: Fundir todo o gelo, não há 
mudança de temperatura! Calor Latente (Q=m.Lf )
● De Ti= 0°C à Tf= 15°C: Aumento de temperatura: 
Calor Sensível (Q=m.c.ΔT)
● Finalmente soma-se todos os Q e obtém o Calor 
Total do processo!!
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