COLÉGIO MILITAR DE JUIZ DE FORA – CMJF
DISCIPLINA: Física 2a Série – Ensino Médio / 2007
Professor: Dr. Carlos Alessandro A. da Silva
Notas de Aula: Calorimetria
CALORIMETRIA
Conceitos Fundamentais:
Calor => é a energia transferida de um corpo para outro em virtude de uma diferença de
temperatura. Unid. (SI): Joule. Usa-se também a caloria: 1 cal = 4,18 J
Equilíbrio Térmico => quando dois ou mais corpos estão à mesma temperatura não há fluxo ou
troca de calor entre eles. Esta situação é denominada equilíbrio térmico.
Capacidade calorífica ou Capacidade Térmica => é a energia térmica necessária para
elevar de ∆θ a temperatura de uma substância.
C=
[C ] = ⎡⎢ Q ⎤⎥ = cal
Q
∆θ
⎣ ∆θ ⎦
ºC
Calor específico => é definido como a capacidade calorífica por unidade de massa da
substância:
c=
C
m
[c] = ⎡⎢ C ⎤⎥ =
⎣m⎦
cal
gº C
Para a água: c = 1 cal/gºC
Q = mc∆θ
onde ∆θ = θ f − θ i
Equação fundamental da calorimetria
Q = C∆θ = cm∆θ ∴
Esta relação estabelece a quantidade de calor sensível Q trocada por um corpo de massa m,
constituído por uma substância de calor específico c, quando sua temperatura varia ∆θ.
Calor Sensível e Calor Latente
Calor: - sensível Æ acarreta mudança de temperatura de um corpo sem alterar o estado de
agregação de suas moléculas (sólido, líquido ou gasoso)
- latente Æ acarreta mudança no estado de agregação de suas moléculas (mudança de fase)
Curvas de aquecimento e resfriamento para uma substância pura:
Durante a mudança de estado a temperatura não varia Æ todo o acréscimo de calor Q serve
apenas para mudar a forma de ligação entre as moléculas, sem aumentar seu nível de agitação
térmica.
Calor Latente LÆ mede numericamente a quantidade de calor trocada por unidade de massa da
substância durante uma mudança de estado, enquanto sua temperatura permanece constante.
L=
Q
m
Princípio das trocas de calor: “A soma algébrica das quantidades de calor trocadas, em um sistema
isolado, até o equilíbrio térmico, é nula”
∑Q = 0
Exercício 1: Um calorímetro contém 100 g de água a 20ºC. Em determinado instante, joga-se na
água 200 g de alumínio a 80ºC e obtém-se o equilíbrio a 30ºC. Calcule a capacidade térmica do
calorímetro.
Dados: cágua = 1 cal/gºC; cAl = 0,2 cal/gºC
Exercício 2: Um grande bloco de gelo a 0ºC tem uma cavidade na qual é jogado um corpo de massa
20 g e t = 200ºC, como mostra a figura.
Atingido o equilíbrio térmico, verifica-se a formação de 10 g de água líquida na cavidade. Calcule o
calor específico do corpo.
Dado Lfusão = 80 cal/g (gelo)
Transferência da energia térmica:
Condução Æ a transmissão de calor ocorre de molécula para molécula
Convecção Æ a transmissão de calor ocorre pelo deslocamento de porções do material aquecido
(típico de líquidos e gases)
Irradiação Æ a transmissão se dá por meio de ondas eletromagnéticas (propaga-se no vácuo)