CPOG. Prof. Felipe Cardoso. Escalas Termométricas Dilatação Calorimetria

Transcrição

1 AULA DO CPOG Prof. Felipe Cardoso Escalas Termométricas Dilatação Calorimetria

2 Escalas termométricas

3 Em um gráfico Relações de variação

4 Petrobras maio 2010 TO prova 35

5 Petrobras 2010 TO prova 40

6 Petrobras 2010 TQ prova 52

7 Petrobras 2012 TO prova 47

8 Petrobras TO prova 41

9 BR dist abril 2010 prova 02

10 Petrobras TO prova 36

11 DILATAÇÃO LINEAR L L.. T 0 α é o coeficiente de dilatação linear

12 DILATAÇÃO SUPERFICIAL S S0.. T 2.

13 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA V V0.. T 3.

14 DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS -Só é possível a dilatação volumétrica, pois o líquido está contido em um recipiente. Ao aquecer o líquido, estaremos também aquecendo o recipiente que vai dilatar juntamente com o líquido. V real V recipiente V aparente

15 DILATAÇÃO ANÔMALA DA ÁGUA Quando aquecemos a água de 0 0 C a 4 0 c, o seu volume diminui, se contraindo. A partir de 4 0 C a água volta a ter um comportamento normal, ou seja, ao ser aquecida ela se dilata.

16 Petrobras 2012 TIE prova 39

17 Petrobras 2012 TIE prova 39

18 Petrobras 2012 TIE prova 39

19 Petrobras 2012 TIE prova 39

20 Petrobras 2012 TO prova 47

21 Petrobras 2010 TO prova 35

22 Transpetro 2012 TO prova 25

23 Petroquímica Suape 2012 TO prova 02

24 Petrobras 2011 TIE prova 29

25 Transpetro operador I prova 07

26 Petrobras 2011 TIE prova 29

27 BR dist TQ Uma plataforma horizontal é sustentada por dois pilares verticais homogêneos feitos de metais diferentes, como mostra a figura abaixo. O coeficiente de dilatação linear do pilar maior é α = 2,0 x 10 5 C 1. Para que a plataforma permaneça na horizontal, independente de variações não muito grandes de temperatura, o valor do coeficiente de dilatação linear, em C 1, do pilar menor, deverá ser, aproximadamente, (A) 1,0 x 10 5 (B) 2,0 x 10 5 (C) 3,0 x 10 5 (D) 4,0 x 10 5 (E) 5,0 x 10 5

28 É a parte da Termologia que estuda a quantidade de calor recebida ou perdida por um corpo. INTRODUÇÃO Quando um corpo recebe ou cede calor, ocorre uma transformação: variação de temperatura ou mudança de estado físico. No primeiro caso, dizemos que se trata de calor sensível e, no segundo, calor latente.

29 Energia Térmica: Quando é analisado microscopicamente um corpo nos estados sólido, líquido e gasoso, nota-se que: No estado sólido, as partículas que constituem o corpo possuem uma grande vibração em torno de sua posição; No estado líquido, as partículas, além de vibrarem, apresentam movimento de translação no interior do líquido; No estado gasoso, as partículas, além de vibrarem intensamente, também transladam com grande velocidade no interior da massa gasosa.

30 Conclui-se, assim, que: As partículas que constitui os corpos possuem energia de agitação. Esta energia de agitação das partículas do corpo é chamada de energia térmica.

31 Transmissão de Calor Condução Térmica Convecção Térmica Irradiação Térmica

32 Condução Térmica Definição: Propagação de calor em que a energia térmica é transmitida de partícula para partícula; não há transporte das partículas; há somente transmissão de energia térmica.

33 Condutores Térmicos São aqueles que possuem elevado coeficiente de condutibilidade térmica. Ou seja, são materiais que conduzem calor com facilidade. Ex.: Os metais são excelentes condutores. 33

34 Isolantes Térmicos Ao contrário dos condutores, os isolantes conduzem muito pouco calor. Ex.: O ar, a neve 34

35 Convecção Térmica Definição: É um processo de transmissão em que a energia térmica é propagada mediante o transporte de matéria; há deslocamento de partículas; só acontece em fluidos, ou seja, em líquidos e gases. 35

36 Irradiação Térmica Definição: A Irradiação é a transmissão de energia, sem que haja contato físico entre eles; Essa transmissão ocorre por meio dos denominados raios infravermelhos, que são ondas eletromagnéticas.

37 Calor é uma forma de energia em trânsito que passa, de maneira espontânea, do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. Exemplo: Em um tanque com água a temperatura de 25ºC, foi introduzido uma bloco de aço a 130ºC. Minutos depois, notou-se que o bloco foi se esfriando e a água se aquecendo até ocorrer um equilíbrio térmico. Obs.: O que aconteceu com a água para elevar sua temperatura? E quem forneceu energia?

38 Define-se Caloria como sendo a quantidade de calor necessária para que um grama de água pura, sob pressão normal, tenha sua temperatura elevada de 14,5ºC para 15,5ºC. A unidade de calor, no SI, é o Joule (J); Ainda se usa bastante a caloria (cal). 1cal = 4,186 J

39 CAPACIDADE TÉRMICA E CALOR ESPECÍFICO Definimos capacidade térmica C de um corpo como sendo a quantidade de calor necessária por unidade de variação de temperatura do corpo:

40 Continuação... A capacidade térmica C é uma característica do corpo e não da substância. Assim, diferentes blocos de chumbo têm diferentes capacidades térmicas, apesar de serem de mesma substância (chumbo). Da definição de capacidade térmica podemos obter as suas unidades de medida:

41 Continuação... Quando considerarmos a capacidade térmica da unidade de massa temos o calor específico c da substância considerada:

42 Continuação... Calor específico c é uma característica da substância e não do corpo. Assim, cada substância tem o seu calor específico, diferentes blocos de chumbo têm o mesmo calor específico, pois são de mesma substância. As unidades mais usadas de calor específico são:

43 EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA A quantidade de calor sensível recebida ou cedida por um corpo, em função da variação de temperatura, pode ser expressa da seguinte forma:

44 PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA EQUILÍBRIO TÉRMICO Se vários corpos, no interior de um recipiente isolado termicamente, trocam calor, os de maior temperatura cedem calor aos de menor temperatura, até que se estabeleça o equilíbrio térmico. A soma algébrica dos calores trocados é igual a zero:

45 Quantidade de calor latente Quantidade de energia térmica recebida ou cedida por um corpo, para exclusivamente mudar de estado físico. Unidade 1 cal = 4,18 J (S.I) J/kg (prática) cal/g Q = M. L L > 0 absorve calor durante a mudança L < 0 cede calor durante a mudança

46 Mudanças de estado

47 Gráfico

48 Fluxo de Calor

49 Petrobras 2012 TIE prova 39

50 Petrobras 2010 março TO prova 40

51 Petrobras 2012 TIE prova 39

52 Petrobras 2012 TIE prova 39

53 Petrobras 2011 TIE prova 39

54 Petrobras 2011 TIE prova 39

55 Petrobras 2011 TIE prova 39

56 Petrobras 2011 TIE prova 39

57 Transpetro 2012 TO prova 25

58 59 Petrobras 2012 TPP- prova48

59 35 Petrobras 2008 TO prova 17

60 Transpetro 2006 Operador I prova 02

61 BR distribuidora 2008 TO prova 08

62 Petrobras 2012 TPP prova 48 Na figura, está representado um trocador de calor do tip casco/tubo. Tanto o fluido interno quanto o externo é a água, e as temperaturas são, respectivamente, t1 = 25 ºC; t2 = 35 ºC e T1 = 80 ºC. Se a razão entre a vazão volumétrica das correntes frias e quentes é de 2:1, qual a redução de temperatura da corrente quente? (A) 60 ºC (B) 40 ºC (C) 20 ºC (D) 10 ºC (E) 5 ºC