LIVRO 2 – CAP 8 – TROCAS DE
CALOR
Pg 216, 217, 218, 222, 224
Calor Sensível
Calor que produz variação de temperatura sem que o
estado físico da matéria seja alterado.
Charge disponível no link: http://3.bp.blogspot.com/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
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
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
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 = 1 000 cal = 103 cal
Calor Específico
Quantidade de calor necessária para elevar em 1ºC a temperatura de
uma unidade de massa de um corpo.
Exemplo:
Nesse caso, temos:
27ºC
Logo:
26ºC
http://d1gnq2svmchsi4.cloudfront.net/wp-content/uploads/2012/02/cryoscope.jpg
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.
Equação Fundamental da Calorimetria
Como
Temos que:
Essa expressão nos mostra que a Quantidade de Calor Sensível (QS) é
DIRETAMENTE PROPORCIONAL
1.
2.
3.
à Massa (m) do corpo  Quanto maior a massa do corpo, maior a
quantidade de calor necessária para variar sua temperatura;
ao Calor Específico (c)  Quanto maior o calor específico, maior a
quantidade de calor necessária para variar sua temperatura;
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.
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.
Curiosidade
A “Caloria” utilizada por médicos
e nutricionistas é, na realidade, a
quilocaloria (1 kcal = 1000 cal),
também chamada Grande Caloria.
1 Cal = 1000 cal
Imagem: Glane23 / GNU Free Documentation
License
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 AttributionShare Alike 3.0 Unported
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
Vamos
Exercitar?
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.
Tabela
Líquido
Água
Petróleo
Glicerina
Leite
Mercúrio
Calor Específico
(J/9°C)
4,19
2,09
2,43
3,93
0,14
Resolução
Resposta:
e) o mercúrio: c = 0,14 J/g.ºC
Pela equação geral da calorimetria (Qs = 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)
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.
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)
Curva de Aquecimento
da água
T°C
G
LeG
100
L
SeL
0
- 20
S
tempo
Curva de Resfriamento
da água
T°C
G
100
LeG
L
SeL
0
- 20
tempo
S
Exercício
Extras
VÍDEO DO YOUTUBE
Calor específico
Link: http://www.youtube.com/watch?v=dLZVp4m49kA
Calorimetria
Link: http://www.youtube.com/watch?v=X_JR7OpoNxE
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL
Transferência de calor entre um metal e a água
Link: http://group.chem.iastate.edu/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/thermochem/heat_metal.html
Equilíbrio térmico
Link: http://group.chem.iastate.edu/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/thermochem/thermoEquiv.html
EXPERIÊNCIAS/ EXPERIMENTOS
Capacidade térmica do calorímetro (Determinação)
Link: http://www.feiradeciencias.com.br/sala08/08_32.asp
CURIOSIDADES
Equivalente mecânico do calor
Link: http://www.feiradeciencias.com.br/sala08/ET_05.asp
LISTAS DE EXERCÍCIOS
Cola da Web
Link: http://www.coladaweb.com/exercicios-resolvidos/exercicios-resolvidos-de-fisica/calorimetria
Obrigado pela
Atenção!
Bibliografia
• BENIGNO, Barreto Filho; XAVIER, Cláudio da Silva. Física aula por aula. 1. ed.
Vol. 02. São Paulo: Editora FTD, 2010.
• GASPAR, Alberto. Compreendendo a Física. Vol. 02. São Paulo: Editora Ática,
2011.
• GUALTER; HELOU; NEWTON. Física. Vol. 02. São Paulo: Editora Saraiva, 2011.
• MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física. 1. ed. Vol. 02. São
Paulo: Editora Scipione, 2011.
• <http://educar.sc.usp.br> Acesso em 12/06/2012.
• <http://pt.wikipedia.org> Acesso em 12/06/2012.
• <http://www.ciencia-cultura.com/Pagina_Fis> Acesso em 12/06/2012.
• <http://www.coladaweb.com/fisica> Acesso em 12/06/2012.
• <http://www.fisica.ufs.br> Acesso em 12/06/2012.
• <http://www.fisicafacil.pro.br> Acesso em 12/06/2012.
• <http://www.if.ufrj.br> Acesso em 12/06/2012.
• <http://www.infoescola.com/fisica> Acesso em 12/06/2012.
• <http://www.mundoeducacao.com.br> Acesso em 12/06/2012.
• <http://www.sofisica.com.br/conteudos> Acesso em 12/06/2012.
Tabela de Imagens
n° do
slide
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3
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5
6
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12
13
14
17
direito da imagem como está ao lado da
foto
Capture Queen / Creative Commons
Attribution 2.0 Generic
Valo / Creative Commons Atribuição 2.5
Genérica
James Heath (engraver) after Henry
Raeburn / Domínio Público
James Heath (engraver) after Henry
Raeburn / Domínio Público
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Data do
Acesso
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ameen.jpg 13/09/2012
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Flametail.j
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http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Black_Joseph.j
pg
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pg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Boiling_wa
ter.jpg
Thomas Tolkien / Creative Commons
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:(Men_and
Attribution 2.0 Generic
_camels_in_the_desert.).jpg
Thomas Tolkien / Creative Commons
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:(Men_and
Attribution 2.0 Generic
_camels_in_the_desert.).jpg
Glane23 / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pringles_c
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Akshat Goel / Creative Commons
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13/09/2012
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Tabela de Imagens
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