Rivaldo Fisica

Prévia do material em texto

Introdução
No presente trabalho será abordado, as trocas de calor, os tipos de calor: sensível, latente, capacidade térmica de um corpo, calor específico.
E também o principio fundamental da calorimetria e as leias da radiação dos corpos negros.
Trocas de calor
A troca de calor acontece quando dois ou mais corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato em um mesmo ambiente (sistema isolado) e, depois de certo tempo, alcançam o equilíbrio térmico.
O sistema isolado referido acima é mais conhecido como calorímetro. Um sistema fechado que impossibilita a troca de calor do sistema com o meio.
As trocas de calor acontecem porque o calor é um tipo de energia que transita entre os corpos, ocasionando esse movimento, fato que acontece até que haja o equilíbrio térmico entre ambos. Esse processo acontece porque os corpos sentem a necessidade de ceder e receber calor.
O princípio de trocas de calor possui mesmo módulo, porém apresenta sinais contrários, ou seja, o corpo que recebe calor é positivo e o corpo que cede (perde) calor é negativo.
Equação matemática para esse fato é:
QA = - QB ou QA + QB = 0
Onde:
 QA= quantidade de calor recebida
-QB = quantidade de calor perdido
A seguir, observe a troca de calor que acontece com a água até chegar ao equilíbrio térmico, conhecido popularmente como água morna.
Transferência de calor entre corpos com temperaturas diferentes.
 
Corpos em Equilíbrio Térmico
Podemos definir, com esses exemplos, que quando ocorre a troca de calor entre os corpos, a soma da quantidade do calor trocado por ambos é zero, ou seja, é nula.
Calor sensível
Calor sensível é aquele que provoca apenas uma variação de temperatura nos corpos Assim, se o corpo é sólido, continua sólido; se é líquido, continua líquido; e, se é gasoso, contínua gasosa.
O calor sensível é medido em cal/g.Cº. Essa medição informa a quantidade de calor (cal) que uma quantidade de massa (g) leva para aumentar ou diminuir sua temperatura (ºC). O calor sensível também é chamado de calor específico e refere-se a uma unidade de massa, portanto, não depende da massa do material considerado.
Equação do calor sensível
Para calcular o calor sensível de um material, é necessário conhecer o seu calor específico. Considerando o calor específico (c) de um corpo e a variação da temperatura (∆θ), a equação do calor sensível pode ser descrita da seguinte maneira:
Q = m.c.∆θ
Calor latente 
Calor latente é a quantidade de energia térmica que é absorvida ou cedida por um corpo ou sistema termodinâmico, durante uma mudança de seu estado físico, em temperatura constante.
Quando uma substância pura atinge sua temperatura de fusão ou ebulição, durante o seu aquecimento, seu estado físico começa a mudar. Nesse processo, ela continua a absorver calor, no entanto, sua temperatura permanece constante. Isso acontece, pois, ao atingir essas temperaturas, nas quais ocorrem mudanças de estado físico, todo o calor que está sendo absorvido pelo sistema termodinâmico é utilizado para vencer a energia potencial que mantém as suas moléculas agregadas.
O calor latente mede a quantidade de calor, por unidade de massa, necessária para que ocorra alguma mudança de estado físico do corpo, por isso, a sua unidade de medida, de acordo com o Sistema Internacional (SI), é o Joule por quilograma (J/kg). No entanto, o uso de outras unidades, como a caloria por grama  (cal/g).
Sendo assim, seja um corpo de massa m que recebe uma quantidade de calor Q, de forma que haja uma mudança em seu estado físico, sem variação de temperatura. Foi verificado experimentalmente que a quantidade de calor Q recebida é proporcional a massa m do corpo, ou seja,
L é o coeficiente de proporcionalidade, independente da massa e característico de cada substância, dado por cal/g. Este coeficiente L é denominado calor latente.
Capacidade térmica
A capacidade térmica (C) é a grandeza que resulta da razão entre a quantidade de calorrecebida por um corpo e a variação de temperatura. Ela ainda pode ser determinada pelo produto da massa do corpo pelo calor específico.
 Ou ainda: 
 
C = capacidade térmica;
Q = quantidade de calor;
m = massa do corpo;
c = calor específico;
ΔT = variação de temperatura.
Essa grandeza mostra o comportamento de um corpo ao receber calor, indicando se ele variará muito ou pouco a sua temperatura.
De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), a capacidade térmica deve ser medida em calorias por grau celsius (cal/°C).
Calor Específico
O calor específico, também chamado de capacidade térmica mássica, é a quantidade de calor que deve ser fornecida para que 1 g de substância tenha a sua temperatura elevada em 1°C. Cada substância possui um determinado valor de calor específico, que é geralmente expresso em cal/g.°C.
Quanto maior for o calor específico de uma substância, maior será a quantidade de calor que deverá ser fornecida ou retirada dela para que ocorram variações de temperatura. A água, quando comparada com várias outras substâncias, possui o maior calor específico, que corresponde a 1 cal/g.ºC.
 Determinação do calor específico (c)
A capacidade térmica de um corpo (C) corresponde à razão entre a quantidade de calor recebida e a variação de temperatura sofrida pelo corpo. Essa grandeza mostra o comportamento dos corpos diante do recebimento de calor. O calor específico de um material é definido como a razão entre a capacidade térmica de um corpo por sua massa:
c = 
ou:
 
c = 
Onde:
c: calor específico (cal/g.°C ou J/Kg.K)
Q: quantidade de calor (cal ou J)
m: massa (g ou Kg)
Δθ: variação de temperatura (°C ou K)
C: capacidade térmica (cal/°C ou J/K)
No Sistema Internacional (SI), o calor específico é medido em J/Kg.K (Joule por quilograma e por Kelvin). No entanto, é muito comum ser medido em cal/g.°C (caloria por grama e por grau Celsius).
1 cal = 4,186 J
Princípio fundamental da calorimetria
Princípios de transformações inversas: a quantidade de calor que um corpo recebe é igual, em módulo, à quantidade de calor que um corpo cede ao voltar, pelo mesmo processo, à situação inicial.
Princípio do Equilíbrio Térmico: quando vários corpos inicialmente a temperaturas diferentes trocam calor entre si, e só entre si, observamos que alguns perdem enquanto outros recebem calor, de tal maneira que decorrido um certo tempo, todos estacionam numa mesma temperatura, chamada temperatura de equilíbrio térmico.
Princípio da Igualdade das Trocas de Calor: quando vários corpos trocam calor apenas entre si, a soma das quantidades de calor que alguns cedem é igual, em módulo, à soma das quantidades de calor que os restantes recebem.
Leis da radiação para corpos negros (Wien e Stefan-Boltzmann)
Toda a radiação incidente é completamente absorvida, e em todos os comprimentos de onda e em todas as direções a máxima radiação possível para a temperatura do corpo é emitida.
A radiação do corpo negro é isotrópica, isto é, não depende da direção.
A lei de Wien
A lei de Wien  (ou lei do deslocamento de Wien) é a lei da física que relaciona o comprimento de onda onde se situa a máxima emissão de radiação eletromagnética de corpo negro e sua temperatura: 
Onde:
- e o comprimento de onda máximo;
b = 2,89 x 10-3 m . K- e a constante de Wien;
T – e a temperatura absoluta.
Lei de Stefan-Boltzmann
A Lei de Stefan-Boltzmann (mais conhecida como Lei de Stefan) estabelece que a energia total radiada por unidade de área superficial de um corpo negro na unidade de tempo (radiação do corpo negro), (ou a densidade de fluxo energético (fluxo radiante) ou potencia emissora), j* é diretamente proporcional à quarta potência da sua temperatura termodinâmica.
Onde:
 - e a constante de Stefan-Boltzmann
I – e a intensidade da radiação emitida.
T – e a temperatura absoluta.
Conclusão
No presente trabalho foi abordando, as trocas de calor, que para haja trocas de calor, os corpos devem estar em um sistema isolado.Calor sensível é aquele que provoca apenas uma variação de temperatura nos corpos, diferenciando-se do calor latente, o qual provoca mudança na estrutura física das substâncias. O calor específico determina a quantidade de calor que uma unidade de massa precisa perder ou ganhar para que aconteça uma redução ou elevação de uma unidade de temperatura sem, contudo, alterar sua estrutura, e principio fundamental da calorimetria que diz que todo corpo em equilíbrio a sua temperatura com o outro e igual a zero.
Concluindo, falamos das leis de radiação do corpo negro, corpo negro que absorve toda a radiação incidente é completamente absorvida, e em todos os comprimentos de onda e em todas as direções a máxima radiação possível para a temperatura do corpo é emitida, e foi mencionadas as leis de Wein ou deslocamento de Wein, é a lei da física que relaciona o comprimento de onda onde se situa a máxima emissão de radiação eletromagnética de corpo negro e sua temperatura e também a lei de Stefan, que estabelece que a energia total radiada por unidade de área superficial de um corpo negro na unidade de tempo.
Bibliografia 
João, M., Pré-universitário - Física 12, Maputo, Longman Moçambique Lda, 2010.
 "Calor latente" em Só Física. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2019. Consultado em 06/03/2019 às 14:56. Disponível na Internet em http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Calorimetria/calor2.php
 "O que é calor sensível?"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-calor-sensivel.htm>. Acesso em 06 de marco de 2019.
"Calorimetria" em Só Física. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2019. Consultado em 06/03/2019 às 14:57. Disponível na Internet em http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Calorimetria/calor.php
	
Escola Secundária Geral de Quelimane
Tema:
Trocas de calor entre corpos
Tipos de Calor
Capacidade térmica de um corpo
Princípio fundamental da calorimetria
Leis da radiação do corpo negro
12ª Classe
B/A
Quelimane, ao Marco de 2019
	
Escola Secundária Geral de Quelimane
Discentes:
Adolfo Armando
Daciara Narmahomed Docente:
Helena Dário Prof. Bestaré
Lasmi Rodriguês
Maria Horácio
Maivada Vasco 
Neide Gomes
Neyde Eugénio
Rivaldo Castro
Rogério Liston
Quelimane, ao Marco de 2019