Física Teórica Experimental II Prof. Dr. Alysson Cristiano Beneti FAESO – Faculdade Estácio de Sá de Ourinhos BachareladoS em Engenharia CIVIL, Engenharia de Produção E Engenharia de CONTROLE E AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Aula 10 Calorimetria Física Teórica Experimental II Prof. Dr. Alysson Cristiano Beneti OURINHOS-SP 2017
Calor e Temperatura Temperatura: é uma medida proporcional à energia cinética média das moléculas de um material. Está relacionada à sensação térmica provocada no contato com este material. Calor: é a energia térmica que flui de um corpo para outro enquanto há diferença de temperatura entre eles.
Absorção de Calor por Sólidos e Líquidos Calor absorvido = Temperatura aumenta = Quente Calor perdido = Temperatura diminui = Frio Capacidade Térmica (C) Calor específico sensível (c) Calor Latente (L) É uma grandeza que está associada a uma SUBSTÂNCIA. É empregado quando ocorre absorção ou liberação de calor, durante a mudança de estado (não há mudança de temperatura). É uma grandeza que está associada a uma SUBSTÂNCIA. É empregado quando ocorre absorção ou liberação de calor, sem que haja mudança de estado. É uma grandeza que está associada a um CORPO. Q calor m massa c calor específico C capacidade térmica T variação da temperatura Q calor m massa c calor específico T variação da temperatura Q calor m massa L calor latente
Absorção de Calor por Sólidos e Líquidos Substância Intervalo de temperatura de validade do calor específico sensível Calor específico em cal/g.ºC Platina 0C - 100C 0,030 Chumbo 0,031 Mercúrio 0C - 210C 0,033 Prata 0,056 Cobre 0,094 Níquel 0,100 Ferro 0,110 Silício 0,180 Alumínio 0,220 Querosene 0,510 0,560 Álcool 0C 0,580 Água 14,5C - 15,5C 1,000 Amônia 20C 1,120 Calor específico sensível (c) É uma grandeza que está associada a uma SUBSTÂNCIA. É empregado quando ocorre absorção ou liberação de calor, sem que haja mudança de estado. OBS: unidades para calor cal (caloria) ou J(Joule) 1 cal = 4,18J
Calor latente de fusão (cal/g) Absorção de Calor por Sólidos e Líquidos Substância Ponto de fusão (°C) água álcool -114 alumínio 659 cloreto de sódio 800 cobre 1 083 chumbo 327 enxofre 119 Calor Latente (L) É uma grandeza que está associada a uma SUBSTÂNCIA. É empregado quando ocorre absorção ou liberação de calor, durante a mudança de estado (não há mudança de temperatura). Substância Calor latente de fusão (cal/g) água 80 álcool 25 alumínio 95 cloreto de sódio 124 cobre 49 chumbo 6 enxofre 119 estanho 14
latente de fusão (cal/g) Absorção de Calor por Sólidos e Líquidos Calor Latente (L) Substância Ponto de fusão (°C) estanho 232 ferro 1 535 mercúrio -39 nitrogênio -210 ouro 1 063 oxigênio -219 prata 961 zinco 419 É uma grandeza que está associada a uma SUBSTÂNCIA. É empregado quando ocorre absorção ou liberação de calor, durante a mudança de estado (não há mudança de temperatura). Substância latente de fusão (cal/g) ferro 64 hidrogênio 14 mercúrio 2,7 nitrogênio 6,1 ouro 15 oxigênio 3,3 prata 21 zinco 24
Calor latente de vaporização (cal/g) Absorção de Calor por Sólidos e Líquidos Substância Ponto de ebulição (°C) água 100 álcool 78 cobre 2 595 chumbo 1 744 enxofre 445 ferro 3 000 Calor Latente (L) É uma grandeza que está associada a uma SUBSTÂNCIA. É empregado quando ocorre absorção ou liberação de calor, durante a mudança de estado (não há mudança de temperatura). substância Calor latente de vaporização (cal/g) água 540 álcool 204 cobre 1 288 chumbo 209 enxofre 78 ferro 1 508
Calor latente de vaporização (cal/g) Absorção de Calor por Sólidos e Líquidos Substância Ponto de ebulição (°C) hidrogênio -253 mercúrio 357 nitrogênio -196 ouro 2 966 oxigênio -183 prata 2 212 zinco 918 Calor Latente (L) Substância Calor latente de vaporização (cal/g) hidrogênio 108 mercúrio 70 nitrogênio 48 ouro 376 oxigênio 51 prata 559 zinco 475
Exemplos Qual é a quantidade de calor necessária para aquecer 250g de chumbo que está a uma temperatura de 20C até 85C? Resposta: O chumbo de 20C a 85C é sólido e não muda de estado. Portanto utilizamos a expressão do calor específico: 2) Qual é a quantidade de calor necessária para fundir 250g de chumbo que está a 327C? Resposta: O chumbo a 327C está mudando do estado sólido para o líquido. Portanto é fusão. Utilizamos a expressão do calor latente:
Exemplos 3) Um bloco de 100g de gelo a –20°C será aquecido até 120°C. Indique em um gráfico a sequência das transformações e calcule a quantidade total de calor necessária para ocorrer tal processo. Dados: considere o calor específico da água 1cal/gC, mesmo sabendo que ele varia com a temperatura. Considere Lf=80cal/g e Lv=540cal/g e sistema ao nível do mar.