"a curva" quantidade

O que você deve saber sobre
CALOR E MUDANÇA DE FASE
Quando um corpo recebe calor, dois efeitos distintos podem ocorrer:
se receber calor sensível, sua temperatura aumenta e o corpo não
sofre mudança de fase; se receber calor latente, a temperatura
permanece constante, mas com transição de fase. Neste tópico
analisamos as duas situações, além das trocas de calor com
múltiplos corpos em contato nos sistemas termicamente isolados.
I. Calor sensível
Q: quantidade de calor
m: massa do corpo
C: calor específico do corpo
∆θ: variação de temperatura
●
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CALOR E MUDANÇA DE FASE
I. Calor sensível
Capacidade térmica
Calorímetro: recipiente, protegido do meio exterior, onde ocorre a
troca de calor
Grandeza relevante num calorímetro: sua capacidade térmica.
Num calorímetro ideal, o isolamento térmico
seria perfeito (paredes adiabáticas).
Calorímetro didático simples. Existem suportes para
a fixação de um termômetro, de um agitador, e
contatos para a passagem de corrente elétrica.
CALOR E MUDANÇA DE FASE
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Quantidade de calorias necessárias para elevar a temperatura do
corpo em 1 grau Celsius:
II. Calor latente
BOCHKAREV/SHUTTERSTOCK
Quando, sob determinada pressão, um corpo atinge a temperatura de
mudança de fase, cessa a variação de temperatura. A energia térmica
continua a ser utilizada na reorganização molecular da substância. A
temperatura só volta a mudar quando o corpo todo tiver mudado de fase.
A quantidade Q de energia necessária para transformar a fase de um
corpo de massa m é dada por
Q: calor latente
A temperatura da água não se altera
enquanto muda da fase
sólida para a líquida.
CALOR E MUDANÇA DE FASE
II. Calor latente
Curvas de aquecimento
Os patamares horizontais representam as transições
de fase da substância. As temperaturas
indicadas por PF e PE representam,
respectivamente, os pontos de fusão e ebulição
da substância nessa determinada pressão.
CALOR E MUDANÇA DE FASE
III. Diagramas de fase
Diagrama de fase de uma substância típica,
como o CO2: a curva CF sobe se deslocando
para a direita. A maioria das substâncias tem
comportamento semelhante.
CALOR E MUDANÇA DE FASE
Existem outras substâncias que seguem o
comportamento da água, em que a curva CF
sobe invertida.
IV. Trocas de calor
Em um calorímetro, diversos corpos de substâncias diferentes a
temperaturas distintas trocarão calor até atingir um novo equilíbrio
térmico. Supondo desprezível a interação com o exterior do sistema:
ou, resumidamente,
A energia Q é absorvida ou cedida pelo corpo i no interior do calorímetro.
CALOR E MUDANÇA DE FASE
V. Equivalente mecânico do calor
Nesse experimento,
idealizado por Joule,
observamos a energia
potencial gravitacional ser
transformada em energia
cinética; esta, por sua vez,
será transformada em
energia térmica.
Esquema do aparato
experimental de Joule
CALOR E MUDANÇA DE FASE
V. Equivalente mecânico do calor
LEE TORRENS/SHUTTERSTOCK
Em notação moderna:
A locomotiva a vapor, com as
melhorias no rendimento da
conversão de energia térmica em
mecânica, é o símbolo da revolução
nos transportes de carga e de
passageiros, ocorrida na
Europa em 1840.
CALOR E MUDANÇA DE FASE
Calor sensível e calor latente
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CALOR E MUDANÇA DE FASE
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(Fuvest-SP)
O gráfico representa a variação da temperatura de um corpo sólido, em função do
tempo, ao ser aquecido por uma fonte que libera energia a uma potência constante
de 150 cal/min.
Como a massa do corpo é de 100 g, o seu calor
específico, em cal/g ºC, será de:
a) 0,75.
b) 3,75.
c) 7,50.
d) 0,80.
e) 1,50.
RESPOSTA: A
CALOR E MUDANÇA DE FASE – NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(Udesc)
O gráfico a seguir representa a temperatura de uma substância,
inicialmente no estado sólido, em função da quantidade de calor recebida.
A massa da substância é de 50 gramas.
RESPOSTA: C
a) O calor específico da substância no
estado sólido é de 0,2 cal/g ºC.
b) O calor latente de fusão
da substância é de 20 cal/g.
c) O calor específico da substância no
estado líquido é de 0,5 cal/g ºC.
d) O calor latente de vaporização da
substância é de 80 cal/g.
e) O calor específico da substância no
estado de vapor é de 0,8 cal/g ºC.
CALOR E MUDANÇA DE FASE – NO VESTIBULAR
EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(UEL-PR)
Para se determinar o calor específico de uma liga metálica, um bloco de massa 500 g dessa liga foi introduzido no interior de
um forno a 250 ºC. Estabelecido o equilíbrio térmico, o bloco foi retirado do forno e colocado no interior de um calorímetro de
capacidade térmica 80 cal/ºC, contendo 400 g de água a 20 ºC. A temperatura final de equilíbrio foi obtida a 30 ºC.
Nessas condições, o calor específico da liga, em cal/g oC, vale:
a) 0,044.
b) 0,036.
c) 0,030.
d) 0,36.
e) 0,40.
Dado: Calor específico da água = 1,0 cal/g ºC.
RESPOSTA: A
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(Uesc-BA)
A figura representa um arranjo experimental similar àquele utilizado por Joule para
demonstrar que é necessário transformar aproximadamente 4,2 J de energia mecânica
para se obter 1 cal. Deixando-se cair um corpo de peso 50,0 N, 20 vezes, de uma
determinada altura, um sistema de pás entra em rotação, agitando 1,0 kg de água
contida no recipiente isolado termicamente, variando a temperatura da água de 1,5 ºC.
Desprezando-se os efeitos de forças dissipativas,
a capacidade térmica do recipiente e sabendo-se
que o corpo cai com velocidade praticamente
constante e que o calor específico da água é de
1,0 cal/g ºC, é correto afirmar que a altura inicial
do corpo é igual, em m, a:
a) 6,3.
b) 8,0.
c) 10,0.
d) 13,0.
e) 15,0.
RESPOSTA: A
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(UEPB)
Por ter acabado o gás de cozinha, a dona de casa utilizou um aquecedor de 200 W de potência para aquecer a água do café.
Dispondo de 1 litro (1.000 g) de água que se encontrava a 22 ºC, e supondo que apenas 80% dessa potência foi usada no
aquecimento da água, qual a temperatura atingida pela água após um instante de 30 min?
(Adote 1 cal = 4,0 J e calor específico da água c = 1 cal/g ºC)
a) 60 ºC
b) 313 ºC
c) 30 ºC
d) 94 ºC
e) 72 ºC
RESPOSTA: D
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