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Transformação Isobárica Emilly Maria da silva e Kamila Prado de Oliveira – Turma 3° A disciplina Físico- Química União das Faculdades de Mato Grosso Resumo. O objetivo desse relatório é esclarecer sobre a transformação adiabática e calor sensível e latente. A compressão adiabática acontece quando o gás sofre uma diminuição em seu volume e, consequentemente, um aumento em sua pressão sem que se realizem trocas de calor. O calor fornecido a um corpo que gera apenas variação de temperatura é denominado de sensível, caso haja mudança de fase, o calor será chamado de latente. Palavras- chaves: transformação adiabática, calor sensível, calor latente, pressão. Preparação do relatório Experimento: Compressão Adiabática No vídeo foi usado um tubo de vidro com uma das extremidades fechadas, uma haste, um embolo com anéis de borracha para vedação e algodão. Os materiais usados tem características específicas, assim para garantir a eficiência do experimento. O tubo por exemplo é feito de vidro borosilicato que é um material resistente a grandes variações de temperatura, já o embolo é feito de latão com anel de vedação para que o ar dentro do tubo não escapa e os anéis devem ser previamente lubrificados com óleo fino. No começo dos experimento foi desfiado um pouco de algodão para colocar dentro do tubo de vidro, o algodão desfiado serve como combustível, ele tem grande superfície de contato que aumenta bastante a eficiência da queima, assim quando embolo é pressionado com muita força e de forma muito rápida foi observado que o algodão entra em combustão por meio do Flash de luz causada pela sua queima. Imagem: slideplayer.com Este experimento foi um exemplo de uma compressão adiabática, o ar dentro do tubo é comprimido o que faz a sua temperatura aumentar, como a pressão é feita muito rápido praticamente não há transmissão de calor através das paredes do tubo, desse jeito todo trabalho realizado sobre o ar pelo embolo é transformada em energia interna do gás que faz a sua temperatura subir abruptamente pela variação do volume do gás, na compressão do embolo pode-se estimar a temperatura final do algodão que pode ultrapassar os 400 graus Celsius. Esse processo é aplicado por exemplo nos motores de combustão a diesel de ônibus e caminhões já citados no vídeo. A compressão rápida do pistão aumenta a temperatura do vapor, do combustível que entra em combustão sem a necessidade de uma faísca elétrica como nos motores a gasolina ou a álcool. Experimento: Calor sensível e Calor latente Durante uma transição ocorre uma reação química muito interessante. Mesmo com a aplicação de calor no elemento, sua temperatura permanece a mesma, esse calor então, é chamado de calor latente. Para a realização desse experimento foi utilizado, uma garrafa térmica, nitrogênio líquido, um tubo de ensaio, mercúrio, uma fonte de calor e um termômetro. O mercúrio é um metal que diferente da maioria, ele é liquido em temperatura ambiente. Para que fique sólido é preciso resfria-lo a uma temperatura de 38 graus negativos em média. E para isso, nesse experimento foi utilizado o nitrogênio líquido, o qual foi colocado em uma garrafa térmica. Logo após, foi colocado um termopar no tubo de ensaio, onde se encontrava o mercúrio para que então fosse possível acompanhar a variação de temperatura que o elemento iria sofrer. Inicialmente, a temperatura do elemento era 20,6 °C, nesse momento ele se encontrava em estado líquido. Logo após, o mercúrio foi mergulhado no nitrogênio e rapidamente foi possível observar a queda da temperatura, cuja se estabilizou em -36,8°C. Ao chegar nessa temperatura era possível ver as duas fases do elemento (sólido e liquido), ou seja, a temperatura continuava a mesma durante a transição de fases. Segundos depois, quando foi mergulhado novamente a temperatura voltou a cair, mas agora deixando o elemento totalmente sólido. Ou seja, calor sensível. Quando o mercúrio atingiu -90°C, foi iniciado a transição de fase oposta. Para esse processo, foi utilizado uma fonte de calor, condensando a umidade do ar. Nesse momento foi possível observar o tubo de ensaio ficando branco e a temperatura aumentando. Em - 36,8°C novamente foi possível observar as duas fases do elemento (sólido e líquido). Encerrada a transição de fase, o mercúrio volta para o estado liquido e partir desse momento, diferente de quando o elemento estava em sua fase de transição e por mais que recebesse calor a temperatura não aumentava, quando ele sai da fase de transição sua temperatura ao receber calor vai aumentando. Esse experimento foi realizado para demonstrar que durante a transição de fases, quando o mercúrio (assim como outros elementos) está recebendo calor, esse calor é utilizado para quebrar ligações e não para aumentar a temperatura. Como exemplo podemos citar a água, quando vamos ferve-la assim que ela começar a criar vapor, nesse caso já podemos abaixar o fogo, pois nesse momento o recebimento de calor não irá acelerar o processo, e assim você acaba economizando gás. Formula para calcular calor sensível Q = quantidade de calor M= massa do corpo C = calor específico ∆𝑡 = Variação da temperatura Fórmula para calcular calor latente Q = quantidade de calor M = massa do corpo L = calor latente de transição (Este gráfico mostra a diferença entre calor latente e sensível)
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