LIVRO 2 CAP 8 TROCAS DE CALOR. Pg 216, 217, 218, 222, 224

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1 LIVRO 2 CAP 8 TROCAS DE CALOR Pg 216, 217, 218, 222, 224

2 Calor Sensível Calor que produz variação de temperatura sem que o estado físico da matéria seja alterado. Charge disponível no link: ksa8bkowsvk/t9mppbkjepi/aaaaaaaakdy/x6z97-rng1w/s1600/aquecimentoglobal+7.jpg Ex.: Quando colocamos algo para aquecer no fogo, estamos aumentando sua temperatura. Imagem: GRAN / GNU Free Documentation License

3 Física, 2 ano Conceito de Temperatura e Calor AS UNIDADES DE MEDIDA DO CALOR A unidade oficial de calor no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Joule (J). No entanto, na resolução de problemas de troca de calor, dá-se preferência, por razões históricas, à unidade caloria (cal). 1 cal = 4,18 J

4 Unidade de medida de Calor A energia é medida em joules (J) no (S.I.). Como o calor também é uma forma de energia, possui a mesma unidade. Por motivos históricos e práticos, também usamos outra unidade, a caloria (cal). 1 cal = 4,18 J

5 Física, 2 ano Conceito de Temperatura e Calor Caloria é quantidade de calor que 1 grama de água pura deve receber, sob pressão normal, para que sua temperatura seja elevada de 14,5 C para 15,5 C. A unidade múltipla quilocaloria (kcal) também é muito usada na medida de quantidade de calor. 1 kcal = cal = 10 3 cal

6 Calor Específico Quantidade de calor necessária para elevar em 1ºC a temperatura de uma unidade de massa de um corpo. Exemplo: 27ºC 26ºC Nesse caso, temos: Logo: Esse resultado nos indica que, para variar a temperatura de 1 g do material que compõe esse corpo em 1 º C, precisaremos fornecer a ele 0,5 cal.

7 Equação Fundamental da Calorimetria Como Temos que: Essa expressão nos mostra que a Quantidade de Calor Sensível (Q S ) é DIRETAMENTE PROPORCIONAL 1. à Massa (m) do corpo Quanto maior a massa do corpo, maior a quantidade de calor necessária para variar sua temperatura; 2. ao Calor Específico (c) Quanto maior o calor específico, maior a quantidade de calor necessária para variar sua temperatura; 3. à Variação de Temperatura ( T) Quanto maior a variação de temperatura que se deseja obter de um corpo, maior a quantidade de calor que se deve fornecer.

8 Curiosidade A explicação dessa variação se baseia no conceito de calor específico. Imagem: Thomas Tolkien / Creative Commons Attribution 2.0 Generic A areia do deserto possui calor específico relativamente pequeno, o que a faz aquecer com muita facilidade durante o dia e se resfriar facilmente à noite. Por isso, as temperaturas variam muito.

9 Curiosidade A Caloria utilizada por médicos e nutricionistas é, na realidade, a quilocaloria (1 kcal = 1000 cal), também chamada Grande Caloria. Imagem: Glane23 / GNU Free Documentation License 1 Cal = 1000 cal

10 Calorímetro Recipiente termicamente isolado que evita troca de calor entre o seu conteúdo e o meio externo. Em princípio, um calorímetro ideal não deveria trocar calor com os corpos de seu interior, mas na prática isso ocorre. Portanto, em alguns casos, vamos considerar a capacidade térmica do calorímetro no equacionamento da troca de calor. Imagem: Akshat Goel / Creative Commons Attribution- Share Alike 3.0 Unported

11 Calorímetro A garrafa térmica é um tipo de calorímetro. Com a finalidade de isolar termicamente o conteúdo de uma garrafa térmica do meio ambiente, adotam-se os seguintes procedimentos: As paredes internas são feitas de vidro, que, por ser mau condutor, atenua a troca de calor por condução; as paredes internas são duplas, separadas por uma região de vácuo, cuja função é evitar a condução do calor que passa pelas paredes de vidro. Imagem: Henna / Creative Commons Attribution-Share Alike 1.0 Generic

12 Vamos Exercitar?

13 Exercício 01 (VUNESP-SP) Massas iguais de cinco líquidos distintos, cujos calores específicos estão dados na tabela adiante, encontram-se armazenadas, separadamente e à mesma temperatura, dentro de cinco recipientes com boa isolação e capacidade térmica desprezível. Se cada líquido receber a mesma quantidade de calor, suficiente apenas para aquecê-lo, mas sem alcançar seu ponto de ebulição, aquele que apresentará temperatura mais alta, após o aquecimento, será: a) a água. b) o petróleo. c) a glicerina. d) o leite. e) o mercúrio. Líquido Água Petróleo Glicerina Leite Mercúrio Tabela Calor Específico (J/9 C) 4,19 2,09 2,43 3,93 0,14

14 Resolução Resposta: e) o mercúrio: c = 0,14 J/g.ºC Pela equação geral da calorimetria (Q s = m.c. T), percebemos que a variação de temperatura é inversamente proporcional ao calor específico da substância. Ou seja, vai sofrer MAIOR VARIAÇÃO DE TEMPERATURA aquela substância que apresentar MENOR CALOR ESPECÍFICO. Resposta: e)

15 Exercício 05 (PUC-SP - Modificada) É preciso abaixar de 3 C a temperatura da água da bacia, para que o nosso amigo possa tomar banho confortavelmente. Para que isso aconteça, quanto calor deve ser retirado da água? O caldeirão contém 10 kg de água e o calor específico da água é 1 cal/g C. Imagem: Richfife / Domínio Público a) 20 kcal b) 10 kcal c) 50 kcal d) 30 kcal e) Precisa-se da temperatura inicial da água para determinar a resposta.

16 Resolução Sabemos que: Da equação geral da calorimetria, temos Substituindo os valores, obtemos: O sinal negativo indica que o calor foi retirado da água. Resposta: d)

17 T C Curva de Aquecimento da água 100 L e G G L 0-20 S S e L tempo

18 Curva de Resfriamento da água T C 100 G L e G L 0-20 S e L S tempo

19 Exercício

20 Extras VÍDEO DO YOUTUBE Calor específico Link: Calorimetria Link: SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL Transferência de calor entre um metal e a água Link: Equilíbrio térmico Link: EXPERIÊNCIAS/ EXPERIMENTOS Capacidade térmica do calorímetro (Determinação) Link: CURIOSIDADES Equivalente mecânico do calor Link: LISTAS DE EXERCÍCIOS Cola da Web Link:

21 Obrigado pela Atenção!

22 Bibliografia BENIGNO, Barreto Filho; XAVIER, Cláudio da Silva. Física aula por aula. 1. ed. Vol. 02. São Paulo: Editora FTD, GASPAR, Alberto. Compreendendo a Física. Vol. 02. São Paulo: Editora Ática, GUALTER; HELOU; NEWTON. Física. Vol. 02. São Paulo: Editora Saraiva, MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física. 1. ed. Vol. 02. São Paulo: Editora Scipione, < Acesso em 12/06/2012. < Acesso em 12/06/2012. < Acesso em 12/06/2012. < Acesso em 12/06/2012. < Acesso em 12/06/2012. < Acesso em 12/06/2012. < Acesso em 12/06/2012. < Acesso em 12/06/2012. < Acesso em 12/06/2012. < Acesso em 12/06/2012.

23 Tabela de Imagens n do slide direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se conseguiu a informação Data do Acesso 2 Capture Queen / Creative Commons 13/09/2012 Attribution 2.0 Generic 3 Valo / Creative Commons Atribuição /09/2012 Genérica pg?uselang=pt-br 4 James Heath (engraver) after Henry 13/09/2012 Raeburn / Domínio Público pg 5 James Heath (engraver) after Henry 13/09/2012 Raeburn / Domínio Público pg 6 GRAN / GNU Free Documentation License 13/09/2012 ter.jpg 11 Thomas Tolkien / Creative Commons 13/09/2012 Attribution 2.0 Generic _camels_in_the_desert.).jpg 12 Thomas Tolkien / Creative Commons 13/09/2012 Attribution 2.0 Generic _camels_in_the_desert.).jpg 13 Glane23 / GNU Free Documentation License 13/09/2012 hips.jpg 14 Tó campos1 / Domínio Público 13/09/ Akshat Goel / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported orimeter.png 13/09/2012

24 Tabela de Imagens n do slide direito da imagem como está ao lado da foto link do site onde se conseguiu a informação Data do Acesso 18 Henna / Creative Commons Attribution- Share Alike 1.0 Generic bottle.jpg 19 Henna / Creative Commons Attribution- Share Alike 1.0 Generic bottle.jpg 29 Richfife / Domínio Público Bathwater.JPG 13/09/ /09/ /09/2012