Calorimetria
Estuda as trocas de energia entre corpos ou
sistemas quando essas trocas se dão na forma
de calor.
A
Calor
B
θA > θB
Prof. Becali
Transferência de energia térmica de um sistema a outro.
Unidade de Calor
S.I.  Joule ( J )
Mais utilizada  Caloria ( Cal )
1 cal  1 g » Água » θ 1ºC ( 14,5 ºC para 15,5 ºC )
1 cal = 4,18 J
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Transmissão
Condução;
Convecção;
Radiação.
Prof. Becali
Fórmulas
Grandeza Física
Unidade de medida
C: Capacidade Térmica
c: Calor Específico
» Capacidade Térmica
(cal/ºC)
C = Q / θ
(cal / g.ºC)
m: Massa
(g)
» Calor Específico
c=C/m
Q: Quantidade de Calor
(Cal)
» Calor Sensível
(Equação Fundamental)
( ºC)
Q = m . c . θ
l: Calor latente
( cal / g)
» Calor latente
Q=m.l
Prof. Becali
θ: Temperatura
Aplicação da fórmula
θ ( ºC )
Vaporização
Fusão
Q ( Calorias )
Prof. Becali
Exercício
01] Determine quantas calorias serão necessárias para
um bloco de gelo de 100g a -20ºC chegar a vapor a
110 ºC.
Dados: c gelo = 0,5 cal / g.ºC ; c água = 1 cal / gºC; c vapor  0,5 cal / gºC;
Fusão lf = 80 cal / g; Vaporização lv = 540 cal /g
Q1 = m . c . θ = 100 . 0,5. 20  Q1 = 1000 cal
Q2 = m . lf = 100 . 80  Q2 = 8000 cal
Q3 = m . c . θ = 100 . 1 . 100  Q3 = 10000 cal
Q4 = m . lv = 100 . 540  Q4 = 54000 cal
Q5 = m . c . θ = 100 . 0,5 . 10  Q5 = 500 cal
Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5  Qt
= 73500 cal
(FEI-SP) Q1 - Quando dois corpos de
tamanhos diferentes estão em contato e em
equilíbrio térmico, e ambos isolados do meio
ambiente, pode-se dizer que:
02]
a) o corpo maior é o mais quente.
b) o corpo menor é o mais quente.
c) o corpo maior cede calor para o corpo menor.
d) não há troca de calor entre os corpos.
D
e) o corpo menor cede calor para o corpo maior.
03] Q8 ] (Enem). Uma garrafa de vidro e uma lata de alumínio, cada
uma contendo 330 mL de refrigerante, são mantidas em um refrigerador
pelo mesmo longo período de tempo. Ao retirá-las do refrigerador com
as mãos desprotegidas, tem-se a sensação de que a lata está mais fria
que a garrafa. É correto afirmar que:
(A) a lata está realmente mais fria, pois a capacidade calorífica da
garrafa é maior que a da lata.
(B) a lata está de fato menos fria que a garrafa, pois o vidro possui
condutividade menor que o alumínio.
(C) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, possuem a mesma
condutividade térmica, e a sensação deve-se à diferença nos calores
específicos.
(D) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida
ao fato de a condutividade térmica do alumínio ser maior que a do
vidro.
(E) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida
ao fato de a condutividade térmica do vidro ser maior que a do
alumínio.
04]
(UFRN) Q2 A figura adiante, que representa, esquematicamente, um
corte transversal de uma garrafa térmica, mostra as principais características
do objeto: parede dupla de vidro (com vácuo entre as duas partes), superfícies
interna e externa espelhadas, tampa de material isolante térmico e
revestimento externo protetor.
A garrafa térmica mantém a temperatura de seu
conteúdo praticamente constante por algum tempo.
Isso ocorre porque
a) as trocas de calor com o meio externo por radiação e condução são
reduzidas devido ao vácuo entre as paredes e as trocas de calor por
convecção são reduzidas devido às superfícies espelhadas.
b) as trocas de calor com o meio externo por condução e convecção são
reduzidas devido às superfícies espelhadas e as trocas de calor por radiação
são reduzidas devido ao vácuo entre as paredes.
c) as trocas de calor com o meio externo por radiação e condução são
reduzidas pelas superfícies espelhadas e as trocas de calor por convecção são
reduzidas devido ao vácuo entre as paredes.
d) as trocas de calor com o meio externo por condução e convecção são
reduzidas devido ao vácuo entre as paredes e as trocas de calor por radiação
são reduzidas pelas superfícies espelhadas.
05] Q4 (UFMG) Coloca-se uma batata para cozinhar em
uma panela com água, inicialmente à temperatura
ambiente. O gráfico que melhor representa a
temperatura da água e a temperatura do interior da
batata, em função do tempo, é:
Site: Lista 02 – Exercício 7
06] (Enem)
O resultado da
conversão direta de energia
solar é uma das várias formas
de energia alternativa de que
se dispõe. O aquecimento
solar é obtido por uma placa
escura coberta por vidro, pela
qual passa um tubo contendo
água.
A
água
circula,
conforme mostra o esquema
abaixo.
Q9
São feitas as seguintes afirmações quanto aos materiais utilizados no aquecedor
solar:
I. o reservatório de água quente deve ser metálico para conduzir melhor o
calor.
II. a cobertura de vidro tem como função reter melhor o calor, de forma
semelhante ao que ocorre em uma estufa.
III. a placa utilizada é escura para absorver melhor a energia radiante do
Sol, aquecendo a água com maior eficiência.
Dentre as afirmações acima, pode-se dizer que, apenas está(ão) correta(s):
E
(A) I.
(B) I e II.
(C) II.
(D) I e III.
(E) II e III.
07] Site: Lista 03 – Calorimetria – Exercício 04
(UFSE) A tabela abaixo apresenta a massa m de
cinco objetos de metal, com seus respectivos
calores específicos sensíveis c.
METAL
Alumínio
Ferro
Cobre
Prata
Chumbo
c(cal/gºC)
0,217
0,113
0,093
0,056
0,031
m(g)
100
200
300
400
500
Q =m.c=C
θ
O objeto que tem maior capacidade térmica é o de:
a) alumínio
d) prata
b) ferro
e) cobre
c) chumbo
Solução: C = capacidade térmica; C = Q/∆T = mc; Como
temos a massa (m) e o calor específico (c) A capacidade
térmica de cada elemento:
C(alumínio) =
C(ferro) =
C(cobre) =
C(prata) =
C(chumbo) =
100* 0,217 =
200* 0,113 =
300*0,093 =
400* 0,056 =
500* 0,031 =
21,7 cal/ºC
22,6 cal/ºC
27,9 cal/ºC
22,4 cal/ºC
15,5 cal/ºC
Logo a maior capacidade térmica é a do cobre.
Resposta E
08] Site: Lista 03 – Mudança de estado – Exercício 06
O calor específico latente de
fusão do gelo é de 80 cal/g. Para fundir
uma massa de gelo de 80g,
sem variação de temperatura, a
quantidade de calor latente necessária
é de:
(UNIP-SP)
a) 1,0 cal
d) 64 kcal
b) 6,4 cal c) 1,0 kcal
e) 6,4. 103cal
09]
Site: Lista 02 – Mudança de estado – Exercício 20
(Enem) Em um experimento, foram utilizadas duas garrafas
PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas
cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância
entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns
minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida, a
lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram
monitoradas as temperaturas das garrafas: a) enquanto a
lâmpada permaneceu acesa e b) após a lâmpada ser
desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente.
A taxa de variação da temperatura da garrafa preta,
em comparação à da branca, durante todo
experimento, foi
(A) igual no aquecimento e igual no resfriamento.
(B) maior no aquecimento e igual no resfriamento.
(C) menor no aquecimento e igual no resfriamento.
(D) maior no aquecimento e menor no resfriamento.
(E) maior no aquecimento e maior no resfriamento.
10]
Site: lista 02 – Exercício 18
(Enem) Q12 O uso mais popular de energia
solar está associado ao fornecimento de água
quente para fins domésticos. Na figura ao lado,
é ilustrado um aquecedor de água constituído
de dois tanques pretos dentro de uma caixa
termicamente isolada e com cobertura de vidro,
os quais absorvem energia solar.
Nesse sistema de aquecimento,
(A) os tanques, por serem de cor preta, são maus absorvedores de calor e
reduzem as perdas de energia.
(B) a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa e reduz a perda de
energia térmica utilizada para o aquecimento.
(C) a água circula devido à variação de energia luminosa existente entre os
pontos X e Y.
(D) a camada refletiva tem como função armazenar energia luminosa.
(E) o vidro, por ser bom condutor de calor, permite que se mantenha constante
a temperatura no interior da caixa.
11] (PUC-PR) Q21 Uma fonte de energia (térmica), de
potência constante e igual a 20 cal/s, fornece calor a uma
massa sólida de 100 g.
O gráfico a seguir mostra a variação de temperatura em
função do tempo:
Marque a alternativa correta:
a) O calor latente de fusão da substância é de 200 cal/g.
b) A temperatura de fusão é de 150° C.
c) O calor específico no estado sólido é de 0,1 cal/g° C.
d) O calor latente de fusão é de 20 cal/g.
e) O calor específico no estado líquido é de 0,4 cal/g° C.
12] (UFES) Um ventilador de teto, fixado acima
de uma lâmpada incandescente, apesar de
desligado, gira lentamente algum tempo após a
lâmpada estar acesa. Esse fenômeno é devido
à:
a) convecção do ar aquecido
b) condução do calor
c) irradiação da luz e do calor
d) reflexão da luz
e) polarização da luz.
Respostas
1 - Qt = 73500 cal
2-D
3-D
4-D
5-B
6-E
7-E
8-E
9–E
10 – B
11 – D
12 - A