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1.      CALORIMETRIA

  1. Conceito fundamentais

    Calor (Q): é caracterizado pelo processo de transferencia de energia entre dois corpos de temperaturas diferentes, onde essa energia flui do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura, ou seja, o fluxo de calor sempre se dá do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.
    A unidade de medida do calor no SI é o Joules (J), mas podemos utilizar também a caloria (cal). Ainda temos uma relação entre J e Cal, ou seja, 1cal equivale a 4,186 J.

O calor pode ser dividido em Sensível, específico e Latente, onde o primeiro esta associado a quantidade de calor recebido por um corpo, mas sem que este corpo mude e estado físico, já o segundo ao receber determinada quantidade de calor o corpo muda de estado físico. Ex:

Sensível
Latente
Gelo a 0°C
Água a 10°C
Gelo a 10°C
Água a 100°C

Calor específico (c) é uma grandeza determinada pelo material do corpo que recebe ou doa energia, ou seja, o calor especifico é uma quantidade ligada diretamente ao material de que o corpo é feito, ou seja, todo material tem o calor especifico diferente, é algo inerente ao material do corpo. A unidade de medida do calor específico é a J / kgK ou cal / g°C.

Calor Sensivel é uma grandeza descrita pela Equação Fundamental da Calorimetria que diz:

Q = m.c.∆T , onde m é massa do corpo, c o calor especifico do corpo e ∆T a variação de temperatura ao qual este corpo foi submetido. A unidade de medida do calor sensível é o Joule ou Calorias.

Calor latente é uma grandeza determinada pela multiplicação do calor sensivel (L) com a massa do corpo, ou seja,

Q = m.L , a unidade de medida do calor latente é o J / kg ou cal / g.

Capacidade térmica(C) é uma grandeza ligada a quantidade de calor que uma massa pode receber ou doar variando sua temperatura, ou seja, se tivermos dois botijões, um de capacidade de 200litros e outro de capacidade de 150litros, o primeiro tem maior capacidade témica que o segundo.A capacidade térmica é determinada pela razão entre a quantidade de calor e a variação de temperatura (∆T) a que este corpo foi submetido, ou seja,

C = Q / ∆T , a unidade de medida da capacidade térmica é J / K ou cal / °C.

Ainda podemos relacionar a capacidade térmica com o calor específico e a massa do corpo, ou seja,

Q = m.c.∆T (I) , isolando m.c = Q / ∆T --> substituindo na equação da capacidade térmica, temos;

C = m.c , esta equação é bastante utilizada nos cálculos em calorimetria.

2. Trocas de Calor

Diz que quando dois ou mais corpos com temperaturas diferentes entram em contato em um determinado recipiente, estes depois de certo tempo, alcançam uma temperatura de equilíbrio chamada de temperatura de equilíbrio térmico. Ex: Ao colocar uma pedra de gelo, água a 10°C e água a 20°C, depois de certo tempo tais substancias alcançaram uma única temperatura, a temperatura de equilíbrio.

Q1 + Q2 + Q3 + ....= 0


3. Transmissão de Calor

Ocorre quando a energia térmica flui pelos corpos devido a variação de temperatura em pontos diferentes do mesmo corpo. Os processos de transmissão de calor são divididos em Condução, convecção e irradiação.

Os três processos possuem particularidades que os diferenciam facilmente. No processo de transmissão de calor na condução só ocorre nos sólidos, já na convecção só ocorre nos fluídos e na irradiação não necessita de meio para ocorrer. Ex:

Condução
Convecção
Irradiação
barra de ferro sendo aquecida
Massa de ar sendo aquecida e resfriada (ar-condicionado)
Radiação solar

É possivel determinar a quantidade de calor quando uma superfície é aquecido, ou seja, para isso é utilizada a seguinte expressão;

4.Mudanças de Fase

Estuda exatamente as mudanças de estado fisico da matéria, ou seja,

 

Curvas de Aquecimento e Resfriamento:

Curva de Resfriamento

Diagrama de Fases:

 





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