MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO

MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO

As mudanças de estado físico não ocorrem em

qualquer temperatura, mas sim em temperaturas

específicas de cada substância. E sempre é valida a

seguinte relação:

TSOLIDIFICAÇÃO = TFUSÃO

T LIQUEFAÇÃO = T EBULIÇÃO

Ex: Água pura ao nível do mar

TSOLIDIFICAÇÃO = TFUSÃO = 0°C

T LIQUEFAÇÃO = T EBULIÇÃO = 100°C

ATENÇÃO:

-> DURANTE AS MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO A

TEMPERATURA NÃO SE ALTERA!

-> DOIS ESTADOS FÍSICOS DE UMA SUBSTÂNCIA

SÃO ENCONTRADOS AO MESMO TEMPO

SOMENTE NAS TEMPERATURAS ESPECÍFICAS DE

MUDANÇAS DE ESTADO!

DIAGRAMA DE MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO

DE SUBSTÂNCIAS PURAS

Ex: Água pura ao nível do mar

Os diagramas de mudanças de estado de substâncias

puras sempre terão este perfil, e os dois patamares

sempre definem as mudanças de estado!

QUANTIDADE DE CALOR LATENTE (Q)

Quando a quantidade de calor recebido ou perdido

promove a mudança de estado físico da substância

chamamos esta quantidade de QUANTIDADE DE

CALOR LATENTE (Q).

-> m: massa da substância

-> L: calor latente de transformação específico de

cada substância

Ex: Água pura

LFUSÃO = 80 cal/g LSOLIDIFICAÇÃO = - 80 cal/g

L EBULIÇÃO = 540 cal/g L LIQUEFAÇÃO = - 540 cal/g

Assim,conclui-se que:

LSOLIDIFICAÇÃO = - LFUSÃO

L LIQUEFAÇÃO = - L EBULIÇÃO

1- Analisando o gráfico abaixo, referente ao aquecimento de uma

substância sólida, podemos afirmar que:

a) quando t = 2 minutos, tem-se um sistema monofásico.

b) quando t = 4 minutos, coexistem substância sólida e substância

líquida.

c) em t = 1 minuto inicia-se a liquefação da substância.

d) a substância tem ponto de fusão igual a 40 °C

e) no intervalo de 5 a 8 minutos, a substância encontra-se totalmente na

forma de vapor.

2- Um bloco de gelo de massa 100g está a uma temperatura

de -10°C. São dados:

- Calor específico sensível do gelo: 0,5 cal/g°C

- Calor específico latente de fusão do gelo: 80cal/g

- Calor específico sensível da água: 1,0 cal/g°C

Determine a quantidade de calor necessária para que todo o

bloco de gelo se funda e se transforme em água líquida a

20°C.

3- Coloca-se 900g de gelo a 0°C, no interior de um forno micro-

ondas de 1200W para ser transformado em água também a

0°C. Admitindo-se que toda a energia fornecida pelo forno será

absorvida pelo gelo, devemos programa-lo para funcionar

durante:

Dados: Calor latente de fusão do gelo = 80cal/g

1cal = 4J

a) 3 min

b) 4 min

c) 6 min

d) 12 min

e) 0,5 min

4- Um recipiente com capacidade térmica desprezível contém

100g de água inicialmente a 100°C e recebe energia

exclusivamente de uma fonte térmica de potência constante

2,2kW. Calcule o intervalo de tempo necessário para que toda

a água se transforme em vapor d’água a 120°C. Considere que

o experimento ocorre sob pressão normal.

Dados: cágua = 1,0cal/g°C;

cvapor = 0,5cal/g°C;

Lfusão do gelo = 80cal/g;

Lebulição da água = 540cal/g;

1cal = 4J

5- Um quilograma de água a 20°C é colocado em um congelador

cuja temperatura interna é de -15°C. Determine a quantidade de

calor retirada da água até que entre em equilíbrio térmico com o

interior do congelador.

Dados: cágua = 1,0cal/g°C;

cvapor = 0,5cal/g°C;

Lfusão do gelo = 80cal/g

6- O gálio é um metal cujo ponto de fusão é 30°C, à pressão

normal; por isso, ele pode liquefazer-se inteiramente quando

colocado na palma da mão de uma pessoa. Sabe-se que o calor

específico e o calor latente de fusão do gálio são,

respectivamente, 410 J/(kg ⋅ °C) e 80000 J/kg.

a) Qual a quantidade de calor que um fragmento de gálio de

massa 25g, inicialmente a 10°C, absorve para fundir-se

integralmente quando colocado na mão de uma pessoa?

b) Construa o gráfico T(°C) × Q(J) que representa esse processo,

supondo que ele comece a 10°C e termine quando o fragmento

de gálio se funde integralmente.

7- Em um dia quente, um atleta corre dissipando 750W durante

30minutos. Suponha que ele só transfira essa energia para o

meio externo através da evaporação do suor e que todo o seu

suor seja aproveitado para a sua refrigeração. Adote L = 2500J/g

para o calor latente de evaporação da água à temperatura

ambiente e a densidade da água d = 1,0 kg/L.

a) Qual é a taxa de perda de água do atleta em kg/min?

b) Quantos litros de água ele perde nos 30 minutos de corrida?