CONTEÚDO E HABILIDADES Unidade I Termologia, Vida e Ambiente Aula 4.2 Conteúdo Calorimetria: Princípio das trocas de calor envolvendo mudança de fase e diagrama de fases. 2
CONTEÚDO E HABILIDADES Habilidades: Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas, tais como: calor e temperatura. 3
CONTEÚDO E HABILIDADES REVISÃO Já vimos que dois ou mais corpos a temperaturas diferentes, formando um sistema isolado, tendem a atingir a mesma temperatura. Q c < 0 Q r > 0 t equilíbrio < t inicial t equilíbrio > t inicial 4
Trocas de calor com mudança de fase
CONTEÚDO E HABILIDADES Equilíbrio térmico 6
CONTEÚDO E HABILIDADES O princípio das trocas de calor O calor se transfere até alcançar o equilíbrio térmico. Calor t 0A > t 0B 7
CONTEÚDO E HABILIDADES t fa = t fb Q rec + Q ced = 0 Q 0 recebido Q 0 cedido 8
CONTEÚDO E HABILIDADES Trocas de calor com mudança de fase 9
CONTEÚDO E HABILIDADES Exemplo 1 Um grande bloco de gelo a 0 C tinha uma cavidade na qual foi jogado um corpo de massa 20g e temperatura de 200 C. Atingindo o equilíbrio térmico, verifica-se a formação de 10g de água líquida na cavidade. Calcule o calor específico do corpo. É dado o calor latente de fusão do gelo L = 80 cal/g. fusão 10
CONTEÚDO E HABILIDADES Corpo Gelo (0 C) Gelo que se derrete 11
CONTEÚDO E HABILIDADES Solução t t = 0 C 12
CONTEÚDO E HABILIDADES Solução O diagrama mostra a evolução da temperatura, logo o corpo é sensível Q = m.c.δt; 13
CONTEÚDO E HABILIDADES O calor Q ganho pelo gelo que se derreteu é calor de mudança de estado: Q = m L Pelo princípio das trocas de calor temos: Q +Q = 0 corpo gelo Q = m.c.δt + m.l 20.c.(- 200) + 10.80 =0-4000.c + 800 = 0 c = - 800/- 4000 c = 0,2 cal/g C 14
CONTEÚDO E HABILIDADES Diagrama de Fase T ( C) 15
CONTEÚDO E HABILIDADES Diagrama de Fase T ( C) 16
CONTEÚDO E HABILIDADES Diagrama de Fase T ( C) 17
CONTEÚDO E HABILIDADES Física no cotidiano Uma lavadeira, ao estender a roupa no varal para secagem, o fenômeno da vaporização. 18
1. Uma lavadeira, ao estender uma roupa no varal para secagem diz que esse fenômeno é denominado: a) sublimação b) condensação c) vaporização d) fusão e) solidificação. 19
2. Um grande bloco de gelo a 0 C tinha uma cavidade na qual foi jogado um corpo de massa 40g e temperatura de 400 C. Atingindo o equilíbrio térmico, verifica-se a formação de 20g de água líquida na cavidade. Calcule o calor específico do corpo. É dado o calor latente de fusão do gelo L = 80 cal/g. fusão 20
Interatividade 1) Letra C 21
Interatividade 2) c = 0,1 cal/g. C 22
RESUMO DO DIA Princípio geral das trocas de calor De acordo com o que estudamos na aula anterior, calor é uma forma de energia que se transfere de um corpo para outro devido a uma diferença de temperaturas entre eles. O calor sempre flui espontaneamente do corpo mais quente para o corpo mais frio. 23
RESUMO DO DIA Entende-se por sistema termicamente isolado (ou sistema adiabático) o sistema que não pode receber calor externo e tampouco rejeitar calor para o exterior. Consideremos, então, um sistema termicamente isolado constituído por dois corpos, A e B, a temperaturas diferentes, com θ > θ. A B 24
RESUMO DO DIA Nesse caso, podemos considerar que os corpos A e B estão, por exemplo, no interior de uma caixa de isopor e que calor não pode atravessar as paredes desta caixa. Nesse caso, todo o calor recebido por B só pode ter sido cedido por A. Então: Q + Q = 0 A B 25
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RESUMO DO DIA O que consideramos para os corpos A e B vale também quando mais de dois corpos trocam calor e constitui o princípio geral das trocas de calor. Escrevemos, então: Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + + Q n = 0 27
Diagrama de Fase T ( C) 28
Diagrama de Fase T ( C) 29
Diagrama de Fase T ( C) 30
1. O que você entendeu pelo Princípio geral das trocas de calor? Fale com suas próprias palavras. 2. Observe o vídeo e comente sobre o que você entendeu. 31
Trocas de calor 32
3. Onde observamos, a mudança de fase no nosso cotidiano? 33
Equilíbrio térmico 34
4. Que tipo de fenômeno você observa na imagem? 35