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CALORIMETRIA Se colocamos em contato um corpo quente e outro frio, eles, depois de algum tempo, atingem uma temperatura comum, intermediária entre suas.

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3 CALORIMETRIA Se colocamos em contato um corpo quente e outro frio, eles, depois de algum tempo, atingem uma temperatura comum, intermediária entre suas temperaturas iniciais. Durante esse processo, ocorre uma passagem de calor do corpo mais quente para o mais frio.Que transformações o fluxo de calor provoca no interior de cada corpo? Do ponto de vista microscópico, ou seja, a nível molecular, o que é o calor? Já vimos que a temperatura é uma medida da energia cinética média das moléculas. Quando os dois corpos são postos em contato, dá-se o encontro, na superfície que os separa, das moléculas velozes do corpo quente com as moléculas lentas do corpo frio.

4 Em decorrência dos choques, as moléculas rápidas perdem velocidade e as lentas ficam mais velozes. Com o passar do tempo, esse processo se estende também para o interior de ambos os corpos, até que os dois diferentes tipos de moléculas fiquem, em média, com a mesma energia cinética. No final do processo, as moléculas do corpo frio apresentam mais energia cinética do que tinham de início; com as moléculas do corpo quente, ocorre o contrário. No conjunto, há uma passagem de energia do corpo quente para o corpo frio.

5 O calor é, portanto, uma transferência de O calor é, portanto, uma transferência de energia entre dois corpos que inicialmente apresentam temperaturas diferentesEm outras apresentam temperaturas diferentes. Em outras palavras, o calor é energia em trânsito. A energia que um corpo absorve sob a forma de calor permanece dentro dele e faz sua energia interna aumentar. A energia interna é igual à soma das energias de todas as moléculas de um corpo. Também podemos aumentar a temperatura de um corpo sem pô-lo em contato com um objeto mais quente. Por exemplo, é possível esquentar a água simplesmente agitando-a. Nesse caso, o trabalho que nossa força realiza para vencer o atrito interno do líquido faz aumentar sua energia interna e eleva sua temperatura.

6 CAPACIDADE TÉRMICA Suponha que uma quantidade de calor igual a 100 cal fosse fornecida a um corpo A e que sua temperatura se elevasse de 20 o C. Entretanto, fornecendo-se a mesma quantidade de calor (100 cal) a um outro corpo B, poderemos observar uma elevação de temperatura diferente, por exemplo, de 10 o C (fig.12-12).

7 Portanto, fornecendo a mesma quantidade de calor a corpos diferentes, eles, em geral, apresentam variações diferentes em suas temperaturas. Para caracterizar este comportamento dos corpos, define-se uma grandeza, capacidade térmica, do seguinte modo: Se um corpo recebe uma quantidade de calor Q e sua temperatura varia de t, a capacidade térmica deste corpo é dada por C = Q C = Q t t Para aumentar de um mesmo número de graus Celsius a temperatura de dois corpos constituídos da mesma substância, devemos fornecer-lhes energias proporcionais a suas massas. A capacidade térmica é, portanto, diretamente proporcional à massa. C = c.m onde c é o calor específico da substância que constitui o corpo onde c é o calor específico da substância que constitui o corpo

8 Para m = 1 g, a capacidade térmica é igual ao calor específico. Podemos então interpretar calor específico como a capacidade térmica de uma unidade de massa. térmica de uma unidade de massa. Igualando as duas equações, já apresentadas, obtemos : Q = c.m ou Q = m.c. t Q = c.m ou Q = m.c. t t t A energia que é necessária fornecer a um corpo A energia que é necessária fornecer a um corpo para aumentar a sua temperatura é diretamente para aumentar a sua temperatura é diretamente proporcional a seu calor específico, a sua massa e à variação de sua temperatura. 1 Caloria é a quantidade de calor que deve ser fornecida a 1 g de água para que sua temperatura se eleve de 1 o C

9 CALORÍMETRO Calorímetro é um aparelho usado na medida do calor trocado entre corpos colocados em seu interior, podendo-se obter, como resultado desta medida, o calor específico de uma substância qualquer envolvida em uma experiência. PRINCÍPIO DE TROCA DE CALOR Quando um ou mais corpos são colocados no interior de um calorímetro, sendo suas temperaturas diferentes da temperatura dos corpos aí existentes, haverá troca de calor entre eles, até que o equilíbrio térmico seja alcançado. Como já vimos, não há entrada nem saída de calor do calorímetro. Então, pelo Princípio de Conservação da Energia, concluímos que, após ser atingido o equilíbrio térmico: o calor total liberado pelos corpos que se esfriaram é igual ao calor total absorvido pelos corpos que se aqueceram. calor cedido = calor absorvido calor cedido = calor absorvido

10 O poder calorífico, ou calor de combustão, mede a quantidade de calor produzida pela combustão completa de uma unidade de massa (ou de volume) de combustível. Ele é medido em joules por quilograma (J/kg ou cal/g) se o combustível é sólido ou líquido, e em joules por metro cúbico (J/m 3 ) se este é gasoso. Também é possível produzir calor através de reações nucleares. Numa central nuclear, por exemplo, o calor provém da fissão (ruptura) de núcleos de urânio. A quantidade de energia liberada por unidade de massa é muito maior do que a obtida de reações químicas. A fissão de 1kg de urânio produz uma energia alguns milhões de vezes maior do que a liberada pela combustão de uma igual massa de

11 O poder calorífico também se refere aos alimentos. O carbono e o hidrogênio que eles contêm, ao reagir com o oxigênio que respiramos, liberam energia utilizável. Essa energia torna possíveis os processos vitais (a respiração, os batimentos cardíacos,...) permite manter a temperatura do corpo mais alta que a do ambiente e possibilita a realização de atividades físicas e intelectuais. Minha página na internet é


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