Enem módulo 02

CALORIMETRIACALORIMETRIA

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Energia térmica em trânsito devido à diferença de temperatura;do sistema de maior para o de menor temperatura

Ta > Tb

CALOR

Calor Sensível quantidade de calor que um determinado corpo

cede ou recebe, quando variar sua temperatura.

Calor Específico Sensível (c):

* Quantidade de calor que se deve fornecer ou retirar de uma massa unitária da substância, para variar de 1°C a sua temperatura. Característica da SUBSTÂNCIA

1 / º

0, 22 / º

água

al

c cal g C

c cal g C

=

=

EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA

. . Q m c θ= ∆ onde:

Q quantidade de calor m massac calor específico∆θ variação de temperatura

Observações: ∆θ > 0 Q > 0 (calor recebido pelo

corpo)∆θ< 0 Q < 0 (calor cedido pelo corpo)

Capacidade térmica de um corpo:

. ..

.

Q mc TC mc

C mc

θ θ∆= = =

∆ ∆=

Depende da Depende da massa e da massa e da substânciasubstância.. Característica do CORPO

Mudança de FaseMudança de Fase

MUDANÇAS DE FASE

Sólido Líquido Gasoso

Sublimação

Sublimação

Fusão

Solidificação

Vaporização

Liquefação

Calor Latente:Trocado por uma substância durantea mudança de fase.

Q = m . L

Q – Quantidade de calor latentem – MassaL – Calor latente específico 80 /

540 /

fusão

vaporização

ÁGUA

L cal g

L cal g

=

=

Resulta da

colisão de suas

moléculas

com as paredes

do recipiente

1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg=1,0.105Pa=1,0.105 N/m²

T = ΘC + 273

TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA

Pressão constante;O volume é diretamente proporcional à temperatura do gás.

.V k T

ou

Vk

T

=

=1 2

1 2

V V

T T=

Volume constante; a pressão é diretamente proporcional à temperatura do gás.

.p k T

ou

pk

T

=

=

1 2

1 2

p p

T T=

Temperatura constante; O volume é inversamente proporcional

à pressão.

TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA

a b cT T T

ISOTERMAS

> >

1 1 2 2. .p V p V=

.

kV

p

ou

pV k

=

=

V

T=1

1

V

T2

2

P1 P 2 xx

P . V = n . R . TP . V = n . R . T P – PressãoP – Pressão

V – VolumeV – Volume

T – Temperatura T – Temperatura

R – Constante geral dos R – Constante geral dos gases.gases.

n – Número de molsn – Número de mols

R = 0,082 atm.l/mol.K R = 8,31 J/mol.K

Condução Térmica Ocorre de molécula para molécula, uma transmite sua vibração para outra.

Eficiente nos meios sólidos (moléculas mais próximas).

•Não ocorre no vácuo

Material K ( cal /s . cm . o C )

Ar seco 0,00006

Lã 0,00009

Papel 0,003

Água 0,0014

Vidro 0,0015

Concreto 0,0025

Gelo 0,0040

Ferro 0,17

Latão 0,26

Alumínio 0,50

Ouro 0,70

Prata 0,97

Bom condutor

Bom isolante

Os iglus impedem a condução de calor para o meio externo. Elevando, assim sua temperatura interna.

Convecção Térmica

Em fluidos(líquidos e gases). O fluido quente menos denso, tende a subir, ao passo que o fluido frio desce.Ocorre com transporte de matéria.Não ocorre no vácuo(não há fluidos).

Correntes de convecção

↑↓=

↑↑⇒

V

md

Vθ

•Geladeiras possuem prateleiras de grades para favorecer as correntes de convecção. Note que o congelador fica no alto, caso contrário não ocorreria esta circulação.

Ar condicionado.Para facilitar o resfriamento de umasala, o condicionador de ar deve sercolocado na parte superior da mesma.Assim, o ar frio lançado, mais denso,desde, enquanto o ar quente na parteinferior, menos denso, sobe (correntede convecção).

BRISA MARÍTIMA

Corpos escuros são melhores absorvedores de calor e também são melhores emissores de calor, ou seja, também esfriam mais rápido.

O vidro, que é transparente à energia radiante do Sol e opaco às ondas de calor .

Na atmosfera terrestre também ocorre o efeito estufa. O gás carbônico (CO2) e os vapores de água presentes no ar funcionam como o vidro: são transparentes à energia radiante que vem do Sol, mas opacos às ondas de calor emitidas pela Terra. Em virtude do aumento considerável de veículos, indústrias e fontes poluidoras em geral, os níveis de gás carbônico e outros gases têm aumentado na atmosfera terrestre. Isso já provocou um aumento na temperatura média da Terra de 1°C, e previsões para um aumento de 1,8°C a 4°C para os próximos 50 anos.

Aquecedor Solar de Água

GARRAFA TÉRMICAGARRAFA TÉRMICA

Infravermelho

DilataçãoDilatação

Quando a temperatura aumenta as moléculas aumentam sua agitação acarretando um aumento da distância média das moléculas.

LinearLinear

LL00 ∆∆ LL

LL

L = LL = L00 + + ∆∆ LL ∆∆ L = LL = L00 . . αα . . ∆∆ TT

∆∆T – Variação da T – Variação da temperatura.temperatura.

αα - Coeficiente de dilatação - Coeficiente de dilatação linear.(Característica da linear.(Característica da substância)substância)

SuperficialSuperficial

S = SS = S00 + + ∆∆ SS

∆∆ S = SS = S00 . . ββ . . ∆∆ TT

ββ = 2 . = 2 . αα

VolumétricaVolumétrica

V = VV = V00 + + ∆∆ VV

∆∆ V = VV = V00 . . γγ . . ∆∆ TT

γγ = 3 . = 3 . αα

Relação entre os coeficientesRelação entre os coeficientes

α β γ1 2 3

= =

Dilatação dos espaços vaziosDilatação dos espaços vaziosO corpo dilata como

se fosse maciço.

Se a placa tiver um aumento de área de 1% o orifício também aumentará em 1% sua área.

Comportamento anômalo da águaComportamento anômalo da água

Ao resfriarmos a água de 4 para 0 Ao resfriarmos a água de 4 para 0 °°C (somente C (somente neste intervalo) seu volume aumenta ao invés de neste intervalo) seu volume aumenta ao invés de

diminuir.diminuir.

Ao congelar a água aumenta cerca de 10% de seu Ao congelar a água aumenta cerca de 10% de seu volume devido às pontes de hidrogênio.volume devido às pontes de hidrogênio.

GraficamenteGraficamente

VV

T(T(°°C)C)44

VVmín.mín.

CongelamentoCongelamento

00