Aulas 7 a 10- Calorimetria

Prévia do material em texto

CALORIMETRIA E SISTEMAS TERMICAMENTE ISOLADOS
Professor Willians Gavioli
 Aulas
 7 a 10
FÍSICA
Tópicos das aulas
Calor
Tipos de calor
Calorímetro
Calor sensível
Capacidade térmica
Sistema termicamente isolado
Trocas de calor 
Equilíbrio térmico
CALORIMETRIA
Mas o que é calor?
Calor: energia que se transfere entre dois corpos com temperaturas diferentes
QUANDO UM CORPO RECEBE ENERGIA NA FORMA DE CALOR, OBSERVAMOS QUE PODEM OCORRER DUAS SITUAÇÕES:
I_ MUDANÇA DE ESTADO FÍSICO SEM MUDANÇA DE TEMPERATURA
II- MUDANÇA DE TEMPERATURA SEM A MUDANÇA DE ESTADO FÍSICO
UNIDADE DE CALOR
UNIDADE DE CALOR NO S.I É O JOULE (J)
MAS USUALMENTE UTILIZAMOS A UNIDADE CALORIA ( cal) 
MANEIRAS DE ALTERAR A TEMPERATURA DE UM CORPO
Calor Específico:
O calor específico de uma substância representa a quantidade de calor necessária para que 1 grama da substância eleve sua temperatura em 1ºC
Podemos relacionar o calor específico( c ) com a quantidade de calor ( Q )que uma substância recebe ou perde como sendo grandezas diretamente proporcionais
Exemplo de calores específicos:
Água c= 1,0 cal/gºC
Alumínio c= 0,22 cal/gºC
Cobre c= 0,093 cal/gºC
Calorímetro: 
O Calorímetro é um recipiente utilizado em laboratório com o objetivo de realizar experiências envolvendo trocas de calor entre corpos ou substâncias
Sistema termicamente isolado
EQUILÍBRIO TÉRMICO
CAPACIDADE TÉRMICA
A CAPACIDADE TÉRMICA ( C) DE UM CORPO É A RAZÃO ENTRE A QUANTIDADE DE CALOR (Q) QUE UM CORPO TROCA ( GANHANDO OU PERDENDO) E A VARIAÇÃO DE TEMPERATURA (Δθ) QUE ELE SOFRE NESTA TROCA.
VALE DESTACAR QUE A CAPACIDADE TÉRMICA É UMA CARACTERÍSTCA DO CORPO, PORTANTO, DOIS MATERIAIS DIFERENTES PODEM APRESENTAR A MESMA CAPACIDADE TÉRMICA.
EQUIVALENTE EM ÁGUA
O EQUIVALENTE EM ÁGUA DE UM CORPO É A MASSA E DE ÁGUA QUE POSSUI CAPACIDADE TÉRMICA IGUAL À DO CORPO CONSIDERADO, PODENDO SUBSTITUÍ-LO NO EQUACIONAMENTO DAS QUANTIDADES DE CALOR TROCADAS.
Consideremos, por exemplo, um corpo de massa 100g, constituído de um material de calor específico igual a 0,4 cal/gºC. Vamos determinar a massa de agua equivalente que terá a mesma capacidade térmica:
Calor Sensível
Calor Sensível: quantidade de calor necessária para alterar a temperatura sem alterar o estado físico da matéria
Exercícios:
1- Aquecendo-se 20g de água a uma temperatura inicial de 12ºC aé atingirem 60ºC, determinar a quantidade de calor recebida pela água.
2- Um corpo de massa 70g, ao sofrer um aquecimento, apresenta variação de temperatura conforme o gráfico: Determine o calor específico da substância:
10
72
T(ºC)
0
2000
cal
TROCAS DE CALOR 
QUANDO DOIS OU MAIS CORPOS, QUE ESTÃO EM TEMPERATURAS DIFERENTES, SÃO COLOCADOS EM CONTATO, OCORREM ESPONTANEAMENTE TROCAS DE CALOR ENTRE ELES. UMA VEZ QUE PASSAM A TER A MESMA TEMPERATRUA ESSA TROCA DE CALOR CESSA E DIZEMOS QUE OS CORPOS ATINGIRAM O EQUILÍBRIO TÉRMICO.
PARA QUE NÃO HAJA INFLUÊNCIA NAS TROCAS DE CALOR, É NECESSÁRIO COLOCÁ-LOS EM UM CALORÍMETRO
Exercício1:
Um recipiente adiabático , juntamos 2000g de água a 22ºC, 400g de mercúrio a 60ºC e uma massa m de certa substância x a 42ºC. Determine o valor da massa m, sabendo que a temperatura final de equilíbrio térmico é 24ºC. ( dados : calor específico do mercúrio= 0,030 cal/gºC, calor específico da substância x = 0,11 cal/gºC e calor específico da água =1,0 cal/gºC.)
Exercício 2:
Em um vaso cuja capacidade térmica é 2,0 cal/ºC, foram colocados 120g de um líquido. O conjunto estava a uma temperatura de 13ºC, Em seguida, adicionou-se 300 g de água a 100ºC, resultando uma temperatura final de equilíbrio de 27ºC. Calcule o calor específico desse líquido.
O que vimos nessa aula:
1-Calor
2-Calorímetro
3-Calor sensível
4-Calor específico
5-Capacidade térmica
6-Equivalente em água
7-Sistema termicamente Isolado
8-Equilíbrio térmico