FÍSICA
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Unidade I
Termologia, Vida e Ambiente
Aula 5.1
Revisão e avaliação da unidade I
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Termologia
•
•
•
•
•
•
Termologia
Temperatura
Escalas termométricas
Calor
Calor Sensível e calor Latente
Mudança de fase
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Definições importantes
Termologia
É o ramo da Física em que se investiga os fenômenos
relacionados com a energia térmica, isto é, temperatura e
calor.
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Temperatura
É a medida que dá uma
ideia do grau de agitação
das moléculas ou partículas.
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Escalas termométricas
Lord Kelvin
Anders Celsius
Gabriel Fahrenheit
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Calor
Forma de energia em trânsito de um corpo para outro
quando entre eles há diferença de temperatura.
0°C
0°C
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Física no cotidiano
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Calor Sensível e calor Latente - Equação fundamental da
Calorimetria, envolvendo os dois tipos de calor.
Calor sensível
Calor latente
Mudança de estado
Mudança de estado
Δt (var. de temperatura) Δt (var. de temperatura)
𝑄 = 𝑚. 𝑐. ∆𝑡
𝑄 = 𝑚. 𝐿
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Calor Sensível e calor Latente - Equação fundamental da
Calorimetria, envolvendo os dois tipos de calor.
Calor sensível
Calor latente
Mudança de estado
Mudança de estado
Δt (var. de temperatura) Δt (var. de temperatura)
𝑄 = 𝑚. 𝑐. ∆𝑡
𝑄 = 𝑚. 𝐿
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Calor Sensível e calor Latente - Equação fundamental da
Calorimetria, envolvendo os dois tipos de calor.
Calor sensível
Calor latente
Mudança de estado
Mudança de estado
Δt (var. de temperatura) Δt (var. de temperatura)
𝑄 = 𝑚. 𝑐. ∆𝑡
𝑄 = 𝑚. 𝐿
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Equação fundamental da Calorimetria
Q = m.c.∆t
Q = Quantidade de calor
m = massa do corpo (ou substâncias)
c = Calor específico
Δt = Variação de temperatura
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Exemplo
Equação fundamental da Calorimetria
O gráfico representa a temperatura de uma amostra de
massa 100 g, em função da quantidade de calor por ela
absorvida. Determine o calor específico dessa substância
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50
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Resposta
Q = m.c.𝞓t
1200 = 100.c.30
1200 = 3000.c
𝟏𝟐𝟎𝟎
c=
𝟑𝟎𝟎𝟎
0
c = 0,4 cal/g. C
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Exemplo de calor Latente
Um corpo de massa 7g em estado sólido, é aquecido até o
ponto de fusão. Sabendo que o calor latente do corpo é de
35 cal/g, determine a quantidade de calor recebida pelo
corpo.
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Solução
Q = m.L
Q = 7.35
Q = 245 cal
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Escalas Termométricas
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Escalas Termométricas
É um conjunto de valores numéricos em que cada
valor está associado a uma determinada temperatura.
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Pontos fixos fundamentais: são denominados como
sendo:
Ponto de gelo: temperatura na qual o gelo e a água
permanecem em equilíbrio térmico quando sob
pressão normal;
Ponto de vapor: temperatura na qual a água entra em
ebulição sob pressão normal.
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Escalas Celsius e Fahrenheit
Na escala Celsius: temos cem divisões iguais entre os
pontos fixos, cada divisão correspondente à unidade
da escala, que recebe o nome de grau Celsius,
simbolizada por °C.
Na escala Fahrenheit: temos cento e oitenta divisões
iguais entre os pontos fixos, sendo a unidade da escala
denominada grau Fahrenheit, simbolizada por °F.
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Conversão entre as escalas Celsius e Fahrenheit:
A equação de conversão:
𝜽𝒄 𝜽𝒇 − 𝟑𝟐
=
𝟓
𝟗
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Exemplo 1
Um jornalista, em visita aos Estados Unidos da
América, passou pelo deserto de Mojave, onde são
realizados os pousos dos ônibus espaciais da NASA. Ao
parar em um posto de gasolina, à beira da estrada, ele
observou um grande painel eletrônico que indicava a
temperatura local na escala Fahrenheit. Ao fazer a
conversão para a escala Celsius, ele encontrou o valor
45 °C. Que valor ele havia observado no painel?
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Resolução
Aplicando a equação de conversão entre as escalas
Celsius e Fahrenheit, temos:
𝜽𝒄 𝜽𝒇 − 𝟑𝟐
=
𝟓
𝟗
𝟒𝟓 𝜽𝒇 − 𝟑𝟐
=
𝟓
𝟗
𝜽𝒇 = 𝟏𝟏𝟑° 𝑭
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O Zero absoluto
É o limite inferior de temperatura de um sistema. É a
temperatura correspondente ao menor estado de
agitação das partículas, isto é, um estado de agitação
praticamente nulo.
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A escala absoluta
A escala Kelvin, também denominada escala absoluta,
tem sua origem no zero absoluto e utiliza o grau
Celsius como unidade de variação. O símbolo da
unidade da escala Kelvin é K.
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A equação de conversão entre as escalas Celsius e
Kelvin é dado por:
𝑻 𝒌 = 𝜽 °𝑪 + 𝟐𝟕𝟑
OU
𝜽 °𝑪 = 𝑻𝒌 − 𝟐𝟕𝟑
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Exemplo 2
A menor temperatura até hoje registrada na
superfície da Terra ocorreu em 21 de julho de 1983 na
estação russa de Vostok, na Antártida, e seu valor foi
de -89,2 °C. Na escala Kelvin, que valor essa
temperatura assumiria?
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Resolução
T(k)=θ(°C)+273
-89,2=Tk-273
Tk=183,8 K
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Energia Térmica
De um corpo é o somatório das energias de agitação
de suas partículas e depende da temperatura do
corpo e do número de partículas nele existentes.
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Calor
É a energia térmica em trânsito de um corpo para
outro ou de uma parte para outra de um mesmo
corpo, trânsito esse provocado por uma diferença de
temperaturas.
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Exemplo
Observe que Calor flui, espontaneamente, da região
de maior temperatura para a de menor temperatura.
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Processos de transmissão ou de propagação do Calor
Condução
É o processo de propagação de calor no qual a energia
térmica passa de partícula para partícula de um meio.
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Note que a energia térmica é passada sequencialmente
de partícula para partícula e que vibram mais as
partículas mais próximas da fonte de calor.
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Convecção
É o processo de propagação de calor no qual a energia
térmica muda de local, acompanhando o deslocamento
do próprio material aquecido.
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Refrigeradores domésticos
Ar quente sobe
Ar frio que desce
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Radiação
É o processo de propagação de energia na forma de
ondas eletromagnéticas. Ao se rem absorvidas, parte
da energia dessas ondas se transforma em energia
térmica.
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A garrafa térmica é um dispositivo cuja finalidade
principal é manter constante, por um maior intervalo
de tempo, a temperatura de seu conteúdo.
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O gráfico representa a temperatura de uma amostra
de massa 400 g, em função da quantidade de calor por
ela absorvida. Determine o calor específico dessa
substância.
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Resposta
Q = m.c.Δt
2400 = 400.c.100
2400 =240000.c
c=
𝟐𝟒𝟎𝟎
𝟐𝟒𝟎𝟎𝟎𝟎
c = 0,01 cal/g. °C
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Exemplo de calor Latente
Um corpo de massa g em estado sólido, é aquecido até
o ponto de fusão. Sabendo que o calor latente do
corpo é de 35 cal/g, determine a quantidade de calor
recebida pelo corpo.
Q=m∙L
Q = 18 ∙ 35 = 630 cal
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Sistema físico termicamente isolado
Ocorre quando toda a energia térmica que sai de
alguns corpos é recebida por outros pertencentes ao
próprio sistema.
𝜮𝑸𝒄𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐 = 𝜮𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐
𝜮𝑸𝒄𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐 + 𝜮𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐 = 𝟎
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Esse processo pode ser representado graficamente
pela Curva de Aquecimento:
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O professor Jean de Física recebeu de um aluno uma
amostra de 50 gramas de um sólido. Foi para o
laboratório, provocou um aquecimento contínuo e
representou os dados obtidos em um diagrama
temperatura x quantidade de calor recebido.
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A partir dos dados que podem ser retirados do
diagrama, responda:
a) O que ocorre no intervalo entre 400 cal e 500 cal de
calor recebido?
b) Quais os valores dos calores específicos e latente
nos três trechos representados no diagrama?
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Resolução
a) Fusão. Nesse intervalo, o corpo recebe calor sem
alteração em sua temperatura.
b) No estado sólido:
Q = m.c.ΔӨ
400 = 50 Cs . (40 -0)
Cs = 0,20 cal/gᵒC
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Na fusão (patamar):
Q = m.L
500 – 400 = 50.LF
LF = 2,0 cal/g
No estado líquido:
Q = m.c.ΔӨ
600 – 500 = 50 CL . (80 – 40)
CL = 0,05 cal/gᵒC
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