TERMOMETRIATERMOMETRIA

TemperaturaTemperatura

• Temperatura é uma grandeza diretamente Temperatura é uma grandeza diretamente proporcional a energia térmica de um corpo proporcional a energia térmica de um corpo e se mede pela agitação das moléculas, ou e se mede pela agitação das moléculas, ou seja, pela energia cinética das moléculas seja, pela energia cinética das moléculas que constituem o corpo ou substância.que constituem o corpo ou substância.

• Quando as moléculas de uma Quando as moléculas de uma substância possuem muita agitação, têm substância possuem muita agitação, têm grande energia cinética e sua temperatura é grande energia cinética e sua temperatura é alta.alta.

TEMPERATURATEMPERATURA

TermômetroTermômetro

• Termômetro é um dispositivo que Termômetro é um dispositivo que tem por finalidade comparar a tem por finalidade comparar a temperatura de um corpo ou temperatura de um corpo ou substância em relação a dois pontos substância em relação a dois pontos extremos de temperatura da água. extremos de temperatura da água. Os pontos extremos de temperatura Os pontos extremos de temperatura da água são chamados pontos fixos da água são chamados pontos fixos de um termômetro.de um termômetro.

Escalas Celsius e FahrenheitEscalas Celsius e Fahrenheit

• As escalas de temperatura mais As escalas de temperatura mais conhecidas são Celsius, que atribui conhecidas são Celsius, que atribui zero para o ponto de fusão e 100 para zero para o ponto de fusão e 100 para a ebulição e Fahrenheit, que atribui a ebulição e Fahrenheit, que atribui 32 para o ponto de fusão e 212 para 32 para o ponto de fusão e 212 para o ponto de ebulição da água.o ponto de ebulição da água.

Conversão de escalasConversão de escalas

Para Para conversão de escalas utilizamos a expressãoconversão de escalas utilizamos a expressão

TTCC = = TTFF - 32 - 32

5 95 9

por exemplo, por exemplo, 40°40°CC

40 40 = = TTFF - 32 - 32

5 95 9

8.9 +32 = T8.9 +32 = TF F logo, T logo, TF F = 104 = 104 °°FF

E agora com 51E agora com 51°°F.F. Para Para conversão de escalas utilizamos a conversão de escalas utilizamos a

expressãoexpressão

TTCC = = 41 - 3241 - 32 5 95 9

TTCC = = 99 5 95 9

logo, Tlogo, TC C = 5 = 5 °°CC

ExercíciosExercícios

VAMOS AO TRABALHO!

2. Ao medir a temperatura de fusão do Mercúrio 2. Ao medir a temperatura de fusão do Mercúrio (Hg), um estudante verificou que a temperatura (Hg), um estudante verificou que a temperatura era a mesma tanto na escala Celsius quanto na era a mesma tanto na escala Celsius quanto na escala Fahrenheit. O valor da temperatura de escala Fahrenheit. O valor da temperatura de fusão da substância é:fusão da substância é:a)a) – 10 °C– 10 °Cb)b) – 20 °C– 20 °Cc)c) – 30 °C– 30 °Cd)d) – 40 °C– 40 °Ce)e) – 50 °C– 50 °C

CALORIMETRIACALORIMETRIA

calorcalor• Se colocamos em contato um corpo Se colocamos em contato um corpo

quente e outro frio, eles, depois de quente e outro frio, eles, depois de algum tempo, atingem uma algum tempo, atingem uma temperatura comum, intermediária temperatura comum, intermediária entre suas temperaturas iniciais. entre suas temperaturas iniciais. Durante esse processo, ocorre uma Durante esse processo, ocorre uma passagem de calor do corpo mais passagem de calor do corpo mais quente para o mais frio.quente para o mais frio.

• O calor O calor é portanto, uma é portanto, uma transferência de energia entretransferência de energia entre dois dois corpos que inicialmente apresentam corpos que inicialmente apresentam temperaturas diferentes.temperaturas diferentes.

CALORCALOR

CALOR ESPECÍFICOCALOR ESPECÍFICO

  Calor específico é a quantidade de calor que Calor específico é a quantidade de calor que se deve retirar ou fornecer a 1 grama de se deve retirar ou fornecer a 1 grama de uma determinada substância para que sua uma determinada substância para que sua temperatura altere 1 unidade de temperatura altere 1 unidade de temperatura.temperatura.

A água possui calor especifico de 1 cal/g.°C, A água possui calor especifico de 1 cal/g.°C, assim, 1 g de água aquece 1°C de assim, 1 g de água aquece 1°C de temperatura quando lhe é fornecido 1 temperatura quando lhe é fornecido 1 caloria de energia.caloria de energia.

É por isso que o Miojo você deve deixar por 3 É por isso que o Miojo você deve deixar por 3 minutos e o hot pocket por 2 minutos!minutos e o hot pocket por 2 minutos!

1. 1. (UF-Sta Maria-RS) Calor é:(UF-Sta Maria-RS) Calor é:a) a energia contida em um corpoa) a energia contida em um corpob) O processo de transferência de energia de um corpo para outro, b) O processo de transferência de energia de um corpo para outro,

porque existe uma diferença de temperatura entre eles.porque existe uma diferença de temperatura entre eles.c) Um fluído invisível e sem peso, que é transmitido por condução de um c) Um fluído invisível e sem peso, que é transmitido por condução de um

corpo para outro.corpo para outro.d) a transferência de temperatura de um corpo para outro.d) a transferência de temperatura de um corpo para outro.e) O processo espontâneo de transferência de energia do corpo de e) O processo espontâneo de transferência de energia do corpo de

menor temperatura para o de maior temperatura.menor temperatura para o de maior temperatura.  

Alternativa bCalor é o processo de transferência de energia de um corpo para outro, que ocorre quando há uma diferença de temperatura entre eles.

CALOR ESPECÍFICOCALOR ESPECÍFICO

  Calor específico Calor específico cc é uma característica da   substância e é uma característica da   substância e não do corpo.  Assim,  cada substância tem o seu calor não do corpo.  Assim,  cada substância tem o seu calor específico, diferentes blocos de chumbo têm o mesmo específico, diferentes blocos de chumbo têm o mesmo calor específico, pois são de mesma substância.calor específico, pois são de mesma substância.

EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIACALORIMETRIA

• A quantidade de A quantidade de calor sensívelcalor sensível recebida ou cedida por um corpo, em recebida ou cedida por um corpo, em função da variação de temperatura, função da variação de temperatura, pode ser expressa da seguinte forma:pode ser expressa da seguinte forma:

Q = m.c.Q = m.c.Q = calor ; m = massa; c = calor Q = calor ; m = massa; c = calor

específico e específico e é a variação de é a variação de temperaturatemperatura

EXEMPLO:EXEMPLO:

Em um recipiente termicamente isolado Em um recipiente termicamente isolado temostemos 200 g200 g de água ade água a 20°C20°C. Qual a . Qual a quantidade de calor necessária para quantidade de calor necessária para

aquecê-la atéaquecê-la até 80 °C80 °C?? Considere o calor Considere o calor específico da águaespecífico da água ccáguaágua = = 11 cal/g.°Ccal/g.°C

Temos: Q =Temos: Q = m.m.c.c.Substituindo, vem:Substituindo, vem:

Q =Q = 200200..11.(.(80-2080-20))

Q = 200.60Q = 200.60

Q = 12 000 calQ = 12 000 cal

ExercíciosExercícios

1. Um copo contém 100 g de água a 20 °C. Colocando o copo num 1. Um copo contém 100 g de água a 20 °C. Colocando o copo num forno de microondas na potência máxima, a temperatura atingida foi forno de microondas na potência máxima, a temperatura atingida foi de 60 °C. Considerando o calor específico da água c = 1 cal/g.°C e de 60 °C. Considerando o calor específico da água c = 1 cal/g.°C e ignorando possíveis perdas, qual a quantidade de calor fornecida ?ignorando possíveis perdas, qual a quantidade de calor fornecida ?  

2. Uma barra de ferro de 400 g, foi resfriada de 250 °C até atingir 0 °C. 2. Uma barra de ferro de 400 g, foi resfriada de 250 °C até atingir 0 °C. Considerando o calor específico do ferro c = 0,1 cal/g.°C, determine Considerando o calor específico do ferro c = 0,1 cal/g.°C, determine a quantidade de calor perdida no resfriamento.a quantidade de calor perdida no resfriamento.  

PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIAPRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA

Se vários corpos, no interior de um Se vários corpos, no interior de um recipiente isolado termicamente, trocam recipiente isolado termicamente, trocam calor, os de maior temperatura cedem calor, os de maior temperatura cedem calor aos de menor   temperatura, até calor aos de menor   temperatura, até que se estabeleça o equilíbrio térmico.que se estabeleça o equilíbrio térmico.

A soma algébrica dos calores trocados é A soma algébrica dos calores trocados é igual a zero:igual a zero:

QQcedido cedido + Q+ Qrecebido recebido = 0= 0

Troca de calorTroca de calor

4.4. Uma bebida refrescante pode ser obtida pela mistura de chá quente Uma bebida refrescante pode ser obtida pela mistura de chá quente com água gelada. Qual a temperatura final de uma mistura preparada com água gelada. Qual a temperatura final de uma mistura preparada a partir de 100 g de chá a 80°C com 400 g de água a 5 °C ? a partir de 100 g de chá a 80°C com 400 g de água a 5 °C ? Considere o calor específico do chá igual ao da água: 1,0 cal/g.°C.Considere o calor específico do chá igual ao da água: 1,0 cal/g.°C.

a) 10 °Ca) 10 °Cb) 20 °Cb) 20 °Cc) 30 °Cc) 30 °Cd) 40 °Cd) 40 °Ce) 50 °Ce) 50 °C  

Alternativa b

Qced + Qrec = 0 100.1.(80) + 400.1.( – 5) = 0100.400.8000 + 2000500. = 10 000 = 20°C

5.5. Num calorimetro de capacidade térmica C = 400J/K tem-se 0,2 kg de água, Num calorimetro de capacidade térmica C = 400J/K tem-se 0,2 kg de água, cujo calor específico é 4.000 J/kg.ºC, inicialmente a 10°C. Adicionando ao cujo calor específico é 4.000 J/kg.ºC, inicialmente a 10°C. Adicionando ao calorímetro 0,2kg de ferro (calor específico 400J/kgºC) a 190 ºC e considerado calorímetro 0,2kg de ferro (calor específico 400J/kgºC) a 190 ºC e considerado o sistema isolado termicamente, após estabelecido o equilíbrio térmico, o o sistema isolado termicamente, após estabelecido o equilíbrio térmico, o

termômetro deve indicar:termômetro deve indicar:

a) 25 °Ca) 25 °C

b) 30 °Cb) 30 °C

c) 35 °Cc) 35 °C

d) 40 °Cd) 40 °C

e) 45 °Ce) 45 °C

Alternativa a

Qced + Qrec = 0 0,2.4000.(10) + 80.(10)+ 0,2.400.( – 190) = 0800.8000 + 80.800 – 80 - 15.200 800.+ 80.+ 80 = 8000 + 800 +15.200=24000 /960 = 25ºC

6.6. Deseja-se adicionar certa quantidade de água a 75°C a Deseja-se adicionar certa quantidade de água a 75°C a um recipiente um recipiente onde existe 300g de água a 15°C de forma a obter uma temperatura onde existe 300g de água a 15°C de forma a obter uma temperatura de equilíbrio igual a 25°C. A massa de água adicionada deve ser de:de equilíbrio igual a 25°C. A massa de água adicionada deve ser de:

a) 15 ga) 15 g

b) 30 gb) 30 g

c) 45 gc) 45 g

d) 60 gd) 60 g

e) 75 ge) 75 g

Alternativa d

Qced + Qrec = 0 m.(25 –75) + 300.(25 –15) = Om = 60 g

Mudança de faseMudança de fase

Aumento de temperatura

Aumento de pressão

Aumento de volume

F E N Ô M E N O F ÍS IC OF E N Ô M E N O F ÍS IC O

S Ó L ID O L ÍQ U ID O G A S O S O

S U B L IM A Ç Ã O

F U S Ã O

C O N D E N S A Ç Ã O

V A P O R I Z A Ç Ã O

S O L I D I F I C A Ç Ã O

E s t a d o s f í s i c o s d a m a t é r ia

O f e n ô m e n o f ís i c o n ã o a l t e r a a n a t u r e z a d a m a t é r ia

Calor latente e calor Calor latente e calor sensívelsensível

Curva de aquecimentoCurva de aquecimento

4. (UFRGS) Essa questão deve ser respondida com base no 4. (UFRGS) Essa questão deve ser respondida com base no gráfico seguinte, onde está representada a temperatura gráfico seguinte, onde está representada a temperatura (T) de um grama de uma substância inicialmente sólida (T) de um grama de uma substância inicialmente sólida em função da quantidade de calor (Q) absorvida por ela. em função da quantidade de calor (Q) absorvida por ela.

Qual é o calor de fusão desta substância, em J/g?  Qual é o calor de fusão desta substância, em J/g?  (A) 0,8 B) 1,6 C) 10 D) 40 E) 100(A) 0,8 B) 1,6 C) 10 D) 40 E) 100

Q = 80 – 40 = 40 J ; cada 1 g recebe 40 J durante a fusão. Alternativa d

7. 7. (ENEM 2002) Numa área de praia, a brisa marítima é uma conseqüência da diferença no tempo de aquecimento do solo e da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas condições de irradiação solar. No local (solo) que se aquece mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe, deixando uma área de baixa pressão, provocando o deslocamento do ar da superfície que está mais fria (mar). À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica durante o dia Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte maneira:

(A) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma área de baixa pressão, causando um deslocamento de ar do continente para o mar.

(B) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia.

(C) O ar que está sobre o mar se esfria e dissolve-se na água; forma-se, assim, um centro de baixa pressão, que atrai o ar quente do continente.

(D) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de alta pressão que atrai massas de ar continental.

(E) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre o mar.

(Fuvest-2007) Dois recipientes iguais A e B, (Fuvest-2007) Dois recipientes iguais A e B, contendo dois líquidos diferentes, inicialmente a contendo dois líquidos diferentes, inicialmente a 20°C, são colocados sobre uma placa térmica, da 20°C, são colocados sobre uma placa térmica, da qual recebem aproximadamente a mesma qual recebem aproximadamente a mesma quantidade de calor. Com isso, o líquido em A quantidade de calor. Com isso, o líquido em A atinge 40 °C, enquanto o líquido em B, 80 °C. Se atinge 40 °C, enquanto o líquido em B, 80 °C. Se os recipientes forem retirados da placa e seus os recipientes forem retirados da placa e seus líquidos misturados, a temperatura final da líquidos misturados, a temperatura final da mistura ficará em torno de:mistura ficará em torno de:

a) 45°C b) 50°C c) 55ºC d) 60°C e) 65°Ca) 45°C b) 50°C c) 55ºC d) 60°C e) 65°C

QA= mA.cA.(40-20) é igual a QB= mB.cB.(80-20)

QA= QB

mA.cA = 60.mB.cB/20

mA.cA = 3. mB.cB

3.mB.cB.(-40) + mB.cB.(-80) = 0

3.+ –120 –80 = 0ºC ºCAlternativa (b)