FO.09 – ESCALAS DE TEMPERATURA FO.10 – TROCAS DE CALOR

Apresentação em tema: "FO.09 – ESCALAS DE TEMPERATURA FO.10 – TROCAS DE CALOR"— Transcrição da apresentação:

1 FO.09 – ESCALAS DE TEMPERATURA FO.10 – TROCAS DE CALOR
FÍSICA ÓPTICA FO.09 – ESCALAS DE TEMPERATURA FO.10 – TROCAS DE CALOR

2 TERMOLOGIA A termologia é ramo da física que estuda os fenômenos relacionados ao aquecimento e resfriamento dos corpos.

3 TEMPERATURA Temperatura é uma grandeza física associada a vibração média das partículas que compõem um corpo. O termômetro é o aparelho utilizado para medir a temperatura, normalmente o líquido no termômetro é o mercúrio, pois tem um alto índice de dilatação.

4 ESCALAS DE TEMPERATURA
Escala Celsius (ºC): Proposta pelo astrônomo francês Anders Celsius, a qual adota 0 ºC para temperatura de fusão e 100 ºC para temperatura de ebulição da água. Escala Fahrenheit (ºF): Proposta pelo alemão Daniel Gabriel Fahrenheit, a qual adota 32 ºF para temperatura de fusão e 212 ºF para temperatura de ebulição. Escala Kelvin (K): Proposta por William Thompson (lorde Kelvin), Nessa representação não há temperatura negativa e a temperatura menor corresponde ao zero absoluto.

5 CONVERSÃO DE ESCALAS DE TEMPERATURA
Antes de mais nadas é necessária a definição de dois pontos: Primeiro ponto fixo ou ponto de gelo (PG): Corresponde ao ponto de fusão da água ao nível do mar. Segundo ponto fixo ou ponto de vapor (PV): Corresponde ao ponto de ebulição da água no nível do mar.

6 CONVERSÃO DE ESCALAS DE TEMPERATURA
Fazendo-se uma proporção de segmentos tem-se:

7 CONVERSÃO DE ESCALAS DE TEMPERATURA
Assim simplificando-se a equação: 𝜃𝐶= 5 9 (𝜃𝐹−32) 𝑇= 𝜃𝐶+273

8 CONVERSÃO DE ESCALAS DE TEMPERATURA
Variação de temperatura Fazendo-se a proporção tem-se

9 CONVERSÃO DE ESCALAS DE TEMPERATURA
Variação de temperatura Simplificando-se os denominadores temos: ∆𝜃𝐶= 5 9 ∆𝜃𝐹 ∆𝜃𝐶= ∆𝑇 Variação de temperatura em kelvin e Celsius é a mesma Variação de temperatura em Celsius e fahrenheit usa-se a relação

10 CALOR O calor é a energia térmica em trânsito transferida, espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. Sua unidade é a caloria (Cal).

11 EQUILIBRIO TÉRMICO Quando um corpo mais quente encosta num corpo mais frio, estes trocam energia na forma de calor, fazendo com que suas temperaturas se tornem iguais, atingindo o equilíbrio térmico.

12 𝐶= 𝑄 ∆θ CAPACIDADE TÉRMICA
A capacidade térmica é o quanto de calor é necessário para o corpo variar sua temperatura em um grau. É definido como a razão entre a quantidade de calor trocada com a variação de temperatura. Sua unidade é cal/ºC 𝐶= 𝑄 ∆θ

13 CALOR ESPECÍFICO O calor específico é o quanto de calor é necessário para uma grama de uma determinada substância variar um grau. Definida como a razão de capacidade térmica com a massa. Sua unidade é cal/g ºC 𝑐= 𝐶 𝑚

14 EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALOROMETRIA
Relaciona-se a capacidade térmica com o calor específico tem –se: 𝐶= 𝑄 ∆θ (I) 𝑐= 𝐶 𝑚 𝐶=𝑐 . 𝑚 (II) I = II C = C 𝑄 ∆θ =𝑐 . 𝑚 Q = c.m.∆θ

15 EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA
A massa e o calor específico da substância são sempre positivos na equação, assim: Se ∆θ > Q > 0 (O corpo recebe calor e sua temperatura aumenta) Se ∆θ < Q < 0 (O corpo cede calor e sua temperatura diminui) Q = c . m . ∆θ m m θB B θA A

16 SISTEMAS DE TROCA DE CALOR
Quando dois corpos trocam calor entre si temos um sistema de troca de calor. Na troca de calor entre dois corpos a quantidade de calor cedida (Q < 0) por um corpo deve ser igual a quantidade de calor recebida pelo outro corpo (Q > 0). Σ𝑄𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎= Σ𝑄𝑟𝑒𝑐𝑖𝑏𝑜 Essa fórmula é chamada de balanço energético.

17 SISTEMAS DE TROCA DE CALOR
Sistema termicamente isolado É um sistema que não permite a troca de calor com o meio externo, apenas entre os dois corpos envolvidos no sistema ƩQ cedido = ƩQ recebido -QA = QB QA + QB = 0

18 SISTEMA TÉRMICAMENTE ISOLADO

19 SISTEMAS DE TROCA DE CALOR
Sistema não termicamente isolado Esse sistema além da trocar de calor entre os corpos, também troca calor com o meio externo (Universo) ƩQ cedido = ƩQ recebido -QA = QB + QU QA + QB + QU = 0

20 EXEMPLOS 1. Maria usou um livro de receitas para fazer um bolo de fubá. Mas, ao fazer a tradução do livro do inglês para o português, a temperatura permaneceu em Fahrenheit (ºF). A receita disse que o bolo deve ser levado ao forno a 392 ºF e permanecer nessa temperatura por 30 minutos. Qual é a temperatura em graus Celsius que Maria deve deixar o forno para não errar a receita? Resposta 200 ºC

21 TRASFERÊNCIA DE CALOR 2. Dentro de um recipiente termicamente isolado, são misturados 200 g de alumínio cujo calor específico é 0,2 cal/g.°C, à temperatura inicial de 100 °C, com 100 g de água, cujo calor específico é 1 cal/g.°C, à temperatura inicial de 30 °C. Determine a temperatura final de equilíbrio térmico. RESPOSTA: 50 ºC

22 EXEMPLO 3. (MACKENZIE) Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de 150 cal/s, a uma determinada massa de água. Se a temperatura da água aumenta de 20ºC para 60ºC em 4 minutos, sendo o calor especifico sensível da água 1,0 cal/gºC, pode-se concluir que a massa de água aquecida, em gramas, é: a) 500 b) 600 c) 700 d) 800 e) 900 Resposta: E