Calor

Instruções
1
Conceito de calorimetria
2
Introdução
3
Definição de caloria
4
Calor específico
5
Calorímetro (interativo)
6
Tabela de calores específicos
7
Capacidade térmica
8
Trocas de calor
9
Calor latente
10
Curva de aquecimento (interativa)
11
Mudança de fase (nomenclatura)
12
Mudança de fase (infográfico)
13
Mudança de fase (interativo)
14
Leis gerais das mudanças de fase
15
Resumo das equações e unidades
16
Diagrama de fases (completo)
17
Diagrama de fases (água)
18
Diagrama de fases (generalizado)
19
Influência da pressão na mudança de fase
20
Pressão x temperatura
Calorimetria é a parte da física que
estuda as trocas de energia entre
corpos ou sistemas quando essas
trocas se dão na forma de calor.
Quando um corpo recebe ou cede uma certa
quantidade de energia térmica, podemos observar,
como consequência, uma variação de sua
temperatura (calor sensível) ou uma mudança em
seu estado físico calor latente).
Mudança de fase
Calor latente
Calor sensível
Variação de temperatura
A unidade de calor, no SI, é o Joule (J);
Usualmente usamos a caloria (cal).
14,5°C
1cal = 4,186 J
1 kcal = 1000 cal
15,5°C
1 g de H2O
Define-se Caloria como sendo a quantidade de calor necessária para que
um grama de água pura, sob pressão normal, tenha sua temperatura
elevada de 14,5°C para 15,5°C.
Chamamos de Calor específico de uma
substância (c) a razão entre a quantidade de
calor que a substância troca (Q) e o produto
entre a sua massa (m) e a variação de
temperatura sofrida (∆T).
Esta grandeza tem sua unidade de medida no
Sistema Internacional de Unidades ( S.I ) em
J / kg . K, porém a mais usada é a cal/g . °C.
Q
c
m  T
O calor específico de uma substância representa a quantidade de calor
necessária para que 1 grama da substância eleve a sua temperatura em 1°C.
Equação
Fundamental
da
Calorimetria
Q  m  c  T
Que maceTe!
O Calorímetro é um aparelho utilizado em laboratório com o objetivo de si realizar
experiências envolvendo trocas de calor entre corpos ou substâncias.
Q
 T 
mc 
Calor específico médio de algumas substâncias:
SUBSTÂNCIA
c (cal/g.°C)
Areia seca
0,190
Gelo
0,550
Água líquida
1,000
Vapor d’água
0,480
Álcool etílico
0,548
Alumínio
0,219
Mercúrio
0,033
Prata
0,056
Vidro
0,200
Ferro
0,110
Chumbo
0,0031
Cobre
0,0093
O calor específico é uma característica do material
(substância) que constitui o corpo.
A capacidade térmica (C) de um corpo é a razão
entre a quantidade de calor (Q) que o corpo troca
(ganhando ou perdendo) e a variação de
temperatura (∆T)que ele sofre nesta troca.
Sua unidade de medida no Sistema Internacional
de Unidades ( S.I ) é o J / K, sendo que a mais
usada é a cal / °C
Q
C
T
C  mc
Vale destacar que a capacidade
térmica é uma característica do
corpo, portanto, dois objetos de
materiais
diferentes
podem
apresentar à mesma capacidade
térmica.
Quando dois ou mais corpos, que estão em temperaturas diferentes, são
colocados em contato, ocorrem espontaneamente trocas de calor entre eles,
que cessam ao ser atingido o equilíbrio térmico.
Calor
A

B
TA  TB
 A

B
TA  TB
QA  QB  0
Para que não haja
influência
do
meio
externo nas trocas de
calor,
é
necessário
colocá-los
em
um
calorímetro.
Q  0
O calor latente, de uma mudança de
estado, é a quantidade de calor que a
substância recebe ou cede, por unidade
de massa, durante a transformação,
mantendo-se constante a temperatura,
desde que a pressão não se altere.
Matematicamente, podemos expressálo por:
Q  m  L Que moLeza!
Importante lembrar que a temperatura
permanece inalterada durante todo o
processo de mudança de fase.
Quando alteramos as condições físicas de pressão e temperatura, podemos
alterar o estado de agregação da matéria. Por ora, trataremos da mudança de
fase sob pressão constante, variando somente a temperatura. Processos de
mudança:
• Fusão: passagem de sólido para líquido;
• Solidificação: passagem de líquido para sólido;
• Vaporização: passagem de líquido para vapor;
• Condensação: passagem de vapor para líquido;
• Sublimação: passagem de sólido para vapor ou vapor para sólido,
processo também conhecido como cristalização.
Quando é analisado microscopicamente um corpo nos estados
sólido, líquido e gasoso, nota-se que:
No estado sólido, as partículas que constituem o corpo possuem
uma grande vibração em torno de sua posição;
No estado líquido, as partículas, além de vibrarem, apresentam
movimento de translação no interior do líquido;
No estado gasoso, as partículas, além de vibrarem intensamente,
também transladam com grande velocidade no interior da massa
gasosa.
Se a pressão for mantida
constante,
durante
a
mudança
de
fase,
a
temperatura se mantém
constante.
Para uma dada pressão,
cada substância tem a sua
temperatura de mudança de
fase perfeitamente definida.
Variando a pressão, as
temperaturas de mudança
de fase também variam.
Grandeza
Símbolo
Unidade no S.I.
Unidade usual
Quantidade de calor
Q
joule (J)
caloria (cal)
Massa
m
quilograma (kg)
grama (g)
Calor específico
c
J/kg.K
cal/g.°C
Variação de temperatura
∆T
°K
°C
Capacidade térmica
C
J/K
cal/°C
Calor latente
L
J/kg
cal/g
Q
c
m  T
Q  m L
Q  m  c  T
C  mc
Q
C
T