Sistema Termicamente isolado e Calorímetro

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SISTEMA TERMICAMENTE ISOLADO E CALORÍMETRO 
 
Lembrando que: 
𝑄𝑄 = 𝐶𝐶∆𝑇𝑇 
Logo: 
𝑄𝑄 = 𝑚𝑚𝑚𝑚∆𝑇𝑇 
Convenção de sinais 
Já de acordo com as equações anteriores, podemos inferir que: 
Entrada de calor no corpo: Q terá valor positivo. 
Saída de calor do corpo: Q terá valor negativo. 
Sistema termicamente isolado 
Dizemos que um sistema está termicamente isolado, quando as partes do sistema (os corpos) trocam 
calor apenas entre si, mas não com o exterior do sistema. 
Para conseguir esse cenário, fazemos uso de um recipiente que isole seu conteúdo termicamente do 
meio externo. Esse recipiente terá paredes isolantes térmicas, chamadas paredes adiabáticas. 
Para monitorar a temperatura do interior, faz-se uso de um termômetro. Com isso, construímos um 
equipamento que recebe o nome de calorímetro. 
 
(http://www.nbfisica.com.br/calorimetro/calorimetro.html) 
http://www.nbfisica.com.br/calorimetro/calorimetro.html
 SISTEMA TERMICAMENTE ISOLADO E CALORÍMETRO 
 
 
Além do termômetro, temos um agitador e um aquecedor, caso queiramos interferir mecânica ou 
termicamente com o conteúdo. 
Quando colocamos corpos no calorímetro, eles trocaram calor apenas entre si. Pelo princípio da 
conservação da energia, todo o calor perdido por um dos corpos, será absorvido por outro de dentro do calorímetro 
(uma vez que o calor não sai do calorímetro). Assim, o valor do total de calor recebido é igual ao valor do calor 
absorvido com o sinal trocado (lembra a convenção de sinais?). 
Matematicamente: 
Qrecebido = -Qcedido 
Qrecebido + Qcedido = 0 
Exemplo: Se colocarmos em um calorímetro ideal 200g de água a 25°C e um cubo de ferro de 50g a 
100°C, qual a temperatura esperada no equilíbrio térmico, quando cessarem as trocas de calor? 
𝑄𝑄á𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 + 𝑄𝑄𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 = 0 
(𝑚𝑚𝑚𝑚∆𝑇𝑇)á𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 + (𝑚𝑚𝑚𝑚∆𝑇𝑇)𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 = 0 
200 × 1 × (𝑇𝑇 − 25) + 50 × 0,11 × (𝑇𝑇 − 100) = 0 
T = 27°C 
Calorímetro real 
Um calorímetro real consegue impedir com eficácia apenas a troca de calor com o seu exterior, mas, 
eventualmente pode acabar trocando ele mesmo calor com os corpos em seu interior. 
Nesses casos, temos de considerar o calor trocado entre os corpos e o calorímetro. 
Se o problema fornecer a capacidade térmica do calorímetro, use: 
𝑄𝑄𝐶𝐶𝑔𝑔𝐶𝐶𝑓𝑓𝑓𝑓í𝑚𝑚𝑓𝑓𝑚𝑚𝑓𝑓𝑓𝑓 = 𝐶𝐶𝐶𝐶𝑔𝑔𝐶𝐶𝑓𝑓𝑓𝑓í𝑚𝑚𝑓𝑓𝑚𝑚𝑓𝑓𝑓𝑓∆𝑇𝑇 
Exemplo: Em um calorímetro real de capacidade térmica 50cal/°C contendo 200g de água a 25°C, 
introduzimos um cubo de ferro de 50g a 100°C, qual a temperatura esperada no equilíbrio térmico, quando 
cessarem as trocas de calor? 
𝑄𝑄á𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 + 𝑄𝑄𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 + 𝑄𝑄𝐶𝐶𝑔𝑔𝐶𝐶𝑓𝑓𝑓𝑓í𝑚𝑚𝑓𝑓𝑚𝑚𝑓𝑓𝑓𝑓 = 0 
(𝑚𝑚𝑚𝑚∆𝑇𝑇)á𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 + (𝑚𝑚𝑚𝑚∆𝑇𝑇)𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 + (𝐶𝐶∆𝑇𝑇)𝐶𝐶𝑔𝑔𝐶𝐶𝑓𝑓𝑓𝑓í𝑚𝑚𝑓𝑓𝑚𝑚𝑓𝑓𝑓𝑓 = 0 
200 ∙ 1 ∙ (𝑇𝑇 − 25) + 50 ∙ 0,11(𝑇𝑇 − 100) + 50(𝑇𝑇 − 25) = 0 
T = 26,6°C 
 SISTEMA TERMICAMENTE ISOLADO E CALORÍMETRO 
 
É comum os problemas fornecerem também o equivalente em água do calorímetro. Equivalente em 
água corresponde à massa de água cuja capacidade térmica é a mesma do calorímetro. Em outras palavras, com 
o valor do equivalente em água (E) conseguimos obter a capacidade térmica do calorímetro da seguinte maneira: 
𝐶𝐶𝐶𝐶𝑔𝑔𝐶𝐶𝑓𝑓𝑓𝑓í𝑚𝑚𝑓𝑓𝑚𝑚𝑓𝑓𝑓𝑓 = 𝐸𝐸 ∙ 𝑚𝑚á𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 
Por exemplo, se o equivalente em água de um calorímetro é 25g, e o calor específico da água é 
4J/g°C, então: 
𝐶𝐶𝐶𝐶𝑔𝑔𝐶𝐶𝑓𝑓𝑓𝑓í𝑚𝑚𝑓𝑓𝑚𝑚𝑓𝑓𝑓𝑓 = 𝐸𝐸 ∙ 𝑚𝑚á𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 = 25 × 4 = 100𝐽𝐽/°𝐶𝐶 
 
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	Sistema termicamente isolado
	Calorímetro real