Os efeitos do calor sobre os corpos fazem parte do nosso cotidiano e podem ser facilmente percebidos. A ideia de que o calor é uma forma de energia

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1 Capítulo 4 Calor: energia térmica em trânsito Os efeitos do calor sobre os corpos fazem parte do nosso cotidiano e podem ser facilmente percebidos. A ideia de que o calor é uma forma de energia foi estabelecida no final do século XIX, quando se passou a considerar o calor como energia térmica em trânsito entre corpos de diferentes temperaturas.

2 Capítulo 4 Calor: energia térmica em trânsito Em uma lareira, a energia térmica obtida na combustão da lenha é transferida ao ambiente, cuja temperatura é menor que a sua. O calor propaga-se em todo o ambiente proporcionando o aumento da temperatura.

3 Capítulo 4 Calor: energia térmica em trânsito Calor: energia térmica em transito Quantidade de calor sensível. Equação fundamental da calorimetria. Calor específico Trocas de calor. calorímetro

4 4.1 energia térmica em trânsito Objetivos: Conceituar calor Diferenciar calor sensível e calor latente. Termos e conceitos: Caloria

5 4.1 energia térmica em trânsito Já vimos que quando dois corpos com temperaturas diferentes são postos em contato ou simplesmente próximo, acontece naturalmente a passagem de energia térmica de um corpo para outro corpo. Calor: é a energia térmica em trânsito entre corpos a diferentes temperaturas.

6 4.1 energia térmica em trânsito Em algumas situações essa troca de calor é bem vinda como no caso do resfriamento do motor a combustão de um automóvel.

7 4.1 energia térmica em trânsito Em algumas situações essa troca de calor é bem vinda como no caso do resfriamento do motor a combustão de um automóvel.

8 4.1 energia térmica em trânsito Em outras essa troca de calor não é bem vinda. Como no caso do cafezinho esfriando rápido em um dia frio!

9 4.1 energia térmica em trânsito Unidades de medida. Como já vimos anteriormente usaremos frequentemente, como unidades de medida: O Joule e a caloria. Vale lembrar que: 1 cal = 4,1868 J

10 4.1 energia térmica em trânsito Calor sensível e Calor latente. Observe o esquema abaixo, no qual representamos graficamente etapas do processo de aquecimento da água. Repare que houve mudança de temperatura e houve também mudança de estado. Mas cada uma dessas mudanças ocorre em instantes diferentes.

11 4.1 energia térmica em trânsito Calor sensível e Calor latente. Portanto, quando um corpo recebe calor, este pode produzir variação de temperatura ou mudança de estado. Observe mais uma vez:

12 4.1 energia térmica em trânsito Calor sensível e Calor latente. Quando o efeito produzido é a variação de temperatura, dizemos que o corpo recebeu calor sensível.

13 4.1 energia térmica em trânsito Calor sensível e Calor latente. Quando o efeito produzido é a mudança de estado, dizemos que o corpo recebeu calor latente.

14 4.1 energia térmica em trânsito Calor sensível e Calor latente.

15 4.1 energia térmica em trânsito Calor sensível e Calor latente.

16 4.2 Objetivos: Relacionar a quantidade de calor recebido ou cedido por um corpo com a variação da temperatura, com a massa e com o material do qual é feito. Enunciar a equação fundamental da Calorimetria. Conceituar calor específico, capacidade térmica e equivalente em água de um corpo.

17 4.2 Conceitos: Calor recebido Calor cedido

18 4.2 Pergunta conceitual. Um corpo é levado ao interior de um forno que aquece a uma taxa constante de energia por tempo até 100ºC. O que é preciso para elevar ainda mais a temperatura de um corpo? a) Colocar o corpo mais próximo da fonte de calor. b) Deixar o corpo exposto durante um tempo menor. c) Deixar o corpo mais tempo no forno. d) Impossível elevar ainda mais a temperatura.

19 4.2 Experimentando o calor sensível mais detalhadamente temos: As quantidades de calor Q recebidas (ou cedidas) por corpos de mesmo material e de mesma massa são diretamente proporcionais às variações de temperatura θ.

20 4.2 Pergunta conceitual Em um fogão com uma chama constante, ou seja, fornece sempre a mesma energia por unidade de tempo. Quem demora mais para ferver? a) 100 g de água b) 250 g de água c) 500 g de água d) 1 kg de água

21 4.2 Experimentando o calor sensível mais detalhadamente temos: As quantidades de calor recebidas (ou cedidas) por corpos de mesmo material e de massas diferentes, sujeitos à mesma variação de temperatura, são diretamente proporcionais às massas.

22 4.2 Pergunta conceitual. Com base na sua experiência de vida responda. Qual das opções abaixo, se colocada dentro de uma panela e levada ao fogo se aqueceria mais lentamente de oºc até 100ºC? a) 1 kg de água. b) 1 kg de metal c) 1 kg de madeira d) 1 kg de areia

23 4.2 Experimentando o calor sensível mais detalhadamente temos: As quantidades de calor recebidas (ou cedidas) por corpos de mesma massa mas de materiais diferentes, sujeitos à mesma variação de temperatura, são dependentes de características desses materiais.

24 4.2 Experimentando o calor sensível mais detalhadamente temos: As quantidades de calor recebidas (ou cedidas) por um corpo é diretamente proporcional à sua massa m, à variação de temperatura θ sofrida pelo corpo e depende do material que é feito esse corpo. Q = m. c. θ Equação fundamental da calorimetria.

25 4.2 Unidades usuais de medida: Q calor trocado (cal) m massa (g) θ variação de temperatura (ºC) c calor específico cal g.ºc

26 4.2 Vejamos alguns calores específicos: Note que a água é uma das substancia com maior calor específico.

27 4.2 Capacidade térmica de um corpo. Define-se que a capacidade térmica (C) de um corpo como: C = Q θ. cal ºC Pode ser entendida como a capacidade de um corpo de receber ou perder calor para uma dada variação de temperatura.

28 4.2 Capacidade térmica de um corpo. Temos ainda: m. c. θ C = θ C = m. c Obs: chama-se equivalente em água de um corpo a massa de água cuja capacidade térmica é igual à capacidade térmica do corpo.

29 4.2 Questão conceitual. Observe e reflita sobre as situações abaixo.

30 4.2 Questão conceitual. Tanto as fagulhas quanto as gotículas de óleo possuem pequeníssima massa, as fagulhas incandescentes apresentam temperatura superior ao óleo. O que explica a necessidade de proteção em apenas uma das situações já que são muito parecidas? a) As fagulhas se apagam antes mesmo de encostar na pele. b) As gotículas de óleo possuem baixo calor específico. c) As fagulhas possuem alta capacidade térmica. d) As gotículas de óleo possuem alta capacidade térmica.

31 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

32 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

33 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

34 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

35 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

36 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

37 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

38 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

39 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

40 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

41 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

42 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

43 4.1 e 4.2 exercícios propostos..

44 4.3 Trocas de calor. Calorímetro Objetivos: Analisar o funcionamento de um calorímetro e as trocas de calor entre corpos em seu interior. Enunciar e aplicar o princípio geral das trocas de calor. Termos e conceitos: calorímetro

45 4.3 Trocas de calor. Calorímetro Questão conceitual. Se colocarmos dois corpos com diferentes temperaturas em um ambiente termicamente isolado, o que podemos dizer sobre o calor trocado? a) O corpo mais quente ganha calor b) O corpo mais frio perde calor c) Ambos os corpos perdem calor para o meio d) A quantidade de calor perdida em um corpo é adquirida pelo outro.

46 4.3 Trocas de calor. Calorímetro Se dois ou mais corpos trocam calor entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelos corpos, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula.

47 4.3 Trocas de calor. Calorímetro Calorímetros: são recipientes especiais que não permitem a troca de calor com o meio externo. Ex: Garrafa térmica.

48 4.3 exercícios propostos.

49 4.3 exercícios propostos.

50 4.3 exercícios propostos.

51 4.3 exercícios propostos.