enem módulo 02
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CALORIMETRIACALORIMETRIA
www.fisicarildo.blogspot.com
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
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