Eqpmaq
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quanto a isto na ebulição, mas reagem um pouco na evaporação.

Se você é um dos que reagem, procure lembrar-se de quando vai à praia. Já observou que você sente menos

frio mantendo o corpo mergulhado que ao sair, com o corpo molhado? Sabe por quê? Porque ao sair, a água que

umedece seu corpo começa a se evaporar. Como precisa de calor para isto, ela o retira do seu corpo. Quanto mais

rapidamente ela se evapora mais frio você sente, pois, mais rapidamente ela retira calor do seu corpo. Por isso você

sente mais frio ao sair da água em dias de vento.

Em dias quentes o corpo humano vale-se da evaporação do suor para manter constante a sua temperatura.

O “calor” que sentimos não depende apenas da temperatura. Depende também da quantidade de vapor

d’água presente no ar.

Se o ar estiver muito úmido a velocidade de evaporação do suor será muito pequena.

Se o ar estiver mais seco, a velocidade de evaporação aumenta.

Por essa razão podemos sentir mais calor num ambiente muito úmido à temperatura de 30°C que num

ambiente muito seco a 40°C.

Em geral o público pensa que o único papel dos aparelhos de ar condicionado é refrigerar o ar. Ele tem um

outro papel importante: reduz a umidade do ar. A sensação de bem-estar que sentimos ao entrar em um ambiente

de ar condicionado é mais devida à menor umidade do ar que a uma temperatura muito baixa. Muitas vezes a

diferença de temperatura entre o exterior e uma sala com ar condicionado não atinge a 4°C.

2.15 – FUNCIONAMENTO DE UMA GELADEIRA

Você pode entender facilmente o funcionamento de uma geladeira. Basta saber que:

a) um líquido absorve calor ao se vaporizar;
b) um vapor fornece calor ao se condensar;
c) um líquido ferve quando sua pressão de vapor é igual ( ou maior) à pressão que ele suporta;
d) um vapor saturante se condensa quando é comprimido.

Na Figura 2.5 temos uma geladeira esquematicamente representada.

Do compressor (K) parte uma serpentina, que penetra na câmara de refrigeração,

envolve o congelador e volta ao compressor. O compressor e a serpentina formam um

sistema fechado, no interior do qual existe uma substância de baixo ponto de ebulição

(freon, NH3, SO2, etc.). O papel do outro M é acionar o êmbolo do compressor (motor

elétrico), componente.

Um sistema de válvulas A, B e C permite que a pressão de certo trecho da

serpentina seja elevada, apesar de ser baixa no restante da mesma.

Tem pressão elevada o trecho compreendido entre a válvula A da saída do

compressor e a válvula B. passando pelo condensador.

Quando o êmbolo desce, parte do vapor existente na região de baixa pressão é

aspirado para interior do compressor.

Quando o êmbolo sobe o vapor existente no compressor é comprimido e penetra

na região de alta pressão. No condensador ele passa ao estado líquido.

Quando uma parte do líquido ultrapassa a válvula B ele penetra na zona de baixa pressão e se vaporiza.

M

Figura 2.5

42

Durante a vaporização o líquido precisa receber o calor latente de vaporização. Ele retira este calor do

interior da geladeira.

Durante a condensação o vapor cede seu calor latente de condensação ao exterior.

CALORÍMETROS

2.16. – EQUIVALENTE EM ÁGUA DE UM CORPO

Equivalente em água de um corpo é a massa de água que recebendo a mesma quantidade de calor fornecida

ao corpo sofre a mesma elevação de temperatura que ele.

Em outras palavras:

 Equivalente em água de um corpo é a massa de água que possui a mesma capacidade calorífica do corpo.

Se m é a massa de um corpo, e W o seu calor específico a capacidade calorífica do corpo é:

L � 0 . W (2.22)

Se A é o equivalente em água do corpo, a capacidade calorífica desta massa de água é também igual a C, isto

é:

L � h . W¨J© (2.23)
Daí tiramos:

h . W¨J© � 0 . W (2.24)
2.17 – CALORÍMETRO

 Denomina-se calorímetro qualquer dispositivo capaz de medir quantidades de calor.

 Como consequência os calorímetros podem ser usados para a determinação experimental de calores

específicos.

 Diversos métodos podem ser utilizados nesta determinação. Citaremos dois: o método das misturas e o

método da fusão do gelo.

 Dentro de cada método, diversos calorímetros podem ser imaginados. Veremos dois: o calorímetro de

Berthelot (método das misturas) e o calorímetro de Bunsen (método da fusão do gelo).

2.18. – CALORÍMETRO DE BERTHTLOT

 A Figura 2.6 mostra um esquema deste calorímetro.

O vaso A é o vaso calorimétrico propriamente dito. É metálico, tem a

sua parede externa polida e contém água em seu interior.

O vaso A está encerrado no interior do vaso B, metálico e de paredes

polidas. Cones de cortiça separam os dois vasos.

Figura 2.6

43

O vaso B é também separado do vaso , que o envolve, por cones de cortiças. O vaso C tem paredes duplas e

contém água. Externamente ele é revestido por um isolamento térmico (feltro, p. ex.).

 As tampas dos vasos A e B são metálicas e polidas. A tampa do vaso C é de material isolante térmico. As

tampas possuem orifícios que permitem a passagem do termômetro e do agitador.

 Os cuidados tomados diminuem muito as trocas de calor entre o calorímetro e o ambiente. Sempre há,

porém, vazamento de calor, pois não existem materiais isolantes perfeitos. Nas medições de grande precisão elas

precisam ser levadas em consideração.

 Imaginemos dados: a massa (0¨J©) de água contida no vaso calorimétrico; a massa (0&) e o calor
específico zW&{ do vaso calorimétrico; a massa (0'{ e o calor específico (W') do termômetro; a massa (0<{ e o calor
específico (W<{ do misturador. O sistema se encontra inicialmente à temperatura Ùû.

Coloquemos no interior do calorímetro um corpo de massa m e calor específico desconhecido(c). Seja θ a

temperatura do corpo e Ùþ a temperatura final de equilíbrio térmico.
No caso, só o corpo cede calor (estamos supondo θ > Ùû). Assim:

Ætߋû‹u � 0 . Wz� ƒ �þ{ (2.25)

A água, o vaso calorimétrico, o termômetro e o misturador recebem calor. Logo:

Ƽßtߺû‹u � 0¨J© . W¨J©��þ ƒ �û� 0&W&��þ ƒ �û�0'W'��þ ƒ �û� 0<W<��þ ƒ �û� (2.26)

Tendo em vista que

Ætߋû‹u � Ƽßtߺû‹u (2.20)

Teremos:

�0ˆJ… . WˆJ…  0&W&  0'W'  0<W<��Ùþ ƒ Ùû� � 0W�Ù ƒ Ùþ�
.·. W � �IÖJè . tÖJè� I‰t‰� IJtJ� I“t“��v�% v��I�v% v�� (2.27)

1¦. Observação
 Chamamos L&, L', L< as capacidades caloríficas dos vasos calorimétricos, do termômetro e do

misturador, teremos, tendo em vista que L& � 0&W&; L' � 0'W' e L< � 0<W<:
W � �IÖJè . tÖJè� †‰� †J� †“��v�% v��I�v% v�� (2.28)

Representando a soma L&L'  L< por L, teremos:

44

W � �IÖJè . tÖJè�†��v�% v��I�v% v�� (2.29)
Onde L pode ser considerado como a capacidade calorífica do calorímetro.
Notar que o valor L pode ser determinado quando o calorímetro é construído, portanto, só é calculado uma

única vez.

2¦. Observação
 Se h&, h' Q h< são equivalentes em água do vaso calorimétrico, do termômetro e do misturador,

teremos:

0& . W& � h& . WˆJu
0' . W' � h' . WˆJu
0< . W< � h< . WˆJu

Levando estes valores na equação, teremos:

W � �IÖJè .�g‰�gJ� g“� tÖJè�v�% v��I�v% v�� (2.30)
Representando a soma h&  h'  h< por h, teremos:

W � �IÖJè .�g� tÖJè�v�% v��I�v% v�� (2.31)
Onde h pode ser considerado como equivalente em água do calorímetro.
3¦. Observação
 Em alguns problemas dá-se o equivalente em água do calorímetro sem dar a massa de água nele

contida. Neste caso considera-se a massa de água como contida no equivalente em água dado. Isto é:

W � g tÖJè�v�% v��I�v% v�� (2.32)
2.19 – CALORIMETRO DE BUNSEN

A figura 2.7 mostra um esquema de calorímetro de Bunsen.

A camada de gelo que envolve a proveta h é obtida colocando em h um líquido convenientemente resfriado.
Uma vez obtida esta camada de gelo o calorímetro esta pronto

para ser usado.

Coloca-se na proveta uma certa massa 0 do liquido à temperatura Ù. Deseja-se determinar o seu calor especifico W.
O líquido cede calor ao gelo. Parte do gelo se