Calorimetria AV1 – 4° BIMESTRE

Apresentação em tema: "Calorimetria AV1 – 4° BIMESTRE"— Transcrição da apresentação:

1 alan.educancao@gmail.com Calorimetria AV1 – 4° BIMESTRE
Professor: ∆lan Calorimetria AV1 – 4° BIMESTRE COC - SUL

2 Energia Térmica: Conclui-se, assim, que: As partículas que constitui os corpos possuem energia de agitação. Esta energia de agitação das partículas do corpo é chamada de energia térmica. Título da Aula

3 Formas de Calor: Quando um corpo recebe energia, esta pode produzir variação de temperatura ou mudança de estado. Quando o efeito produzido é a variação de temperatura, dizemos que o corpo recebeu calor sensível. Se o efeito se traduz pela mudança de fase, o calor recebido pelo corpo é dito calor latente. Título da Aula

4 A caloria: Define-se Caloria como sendo a quantidade de calor necessária para que um grama de água pura, sob pressão normal, tenha sua temperatura elevada de 14,5ºC para 15,5ºC. A unidade de calor, no SI, é o Joule (J); Ainda se usa bastante a caloria (cal). 1cal = 4,186 J Título da Aula

5 A unidade de capacidade térmica, no SI, é o Joule/Kelvin (J/K);
Define-se Capacidade térmica como sendo a razão entre a quantidade de calor (Q), que um corpo recebe, e a variação de temperatura ocorrida (Δθ ). A unidade de capacidade térmica, no SI, é o Joule/Kelvin (J/K); Também é encontrado cal /º C Título da Aula

6 Calor específico: As quantidades de calor cedidas a massas iguais da mesma substância ou delas retiradas são diretamente proporcionais às variações de temperatura. As quantidades de calor cedidas a massas diferentes de uma mesma substância, ou delas retiradas, a fim de produzir variações de temperaturas iguais, são diretamente proporcionais às massas. O calor específico de uma substância representa a quantidade de calor necessária para que 1 grama da substância eleve a sua temperatura em 1ºC. Título da Aula

7 Equação fundamental da calorimetria
A capacidade térmica e o calor específico foram definidos respectivamente como: Isolando c na segunda equação e substituindo na primeira, obtemos: Título da Aula

8 UNIDADES DE MEDIDAS Unidades usuais Unidades do SI
Q cal Joule (J) m grama (g) quilograma (kg) t Celsius (oC)………..…..Kelvin (K) c cal/g.oC………….…….J/kg.K Título da Aula

9 Trocas de calor Quando dois ou mais corpos, que estão em temperaturas diferentes, são colocados em contato, ocorrem espontaneamente trocas de calor entre eles, que cessam ao ser atingido o equilíbrio térmico. Para que não haja influência do meio externo nas trocas de calor, é necessário colocá-los em um recipiente isolante térmico chamado calorímetro. Título da Aula

10 Trocas de calor Através do balanço energético, conclui se que, em módulo, a somatória dos calores cedidos é igual à somatória dos calores recebidos. Se os sinais são levados em conta, tem-se: Q1 + Q2 + Q Qn = 0 Título da Aula

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13 Calor latente O calor latente, de uma mudança de estado, é a quantidade de calor que a substância recebe ou cede, por unidade de massa, durante a transformação, mantendo-se constante a temperatura, desde que a pressão não se altere. Matematicamente, podemos expressá-lo por: Sendo: Q = quantidade total de calor latente trocada no processo m = massa do corpo L = calor latente de mudança. Título da Aula

14 Mudança de fase Quando alteramos as condições físicas de pressão e temperatura, podemos alterar o estado de agregação da matéria. Por ora, trataremos da mudança de fase sob pressão constante, variando somente a temperatura. Processos de mudança: Fusão: passagem de sólido para líquido; Solidificação: passagem de líquido para sólido; Vaporização: passagem de líquido para vapor; Condensação: passagem de vapor para líquido; Sublimação: passagem de sólido para vapor ou vapor para sólido, processo também conhecido como cristalização. Título da Aula

15 Curvas de aquecimento ou resfriamento
Este gráfico será chamado de curva de aquecimento, se o corpo estiver recebendo energia térmica, ou curva de resfriamento, se o corpo estiver cedendo energia térmica. Título da Aula

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17 Leis gerais de mudança Se a pressão for mantida constante, durante a mudança de fase, a temperatura se mantém constante. Para uma dada pressão, cada substância tem a sua temperatura de mudança de fase perfeitamente definida. Variando a pressão, as temperaturas de mudança de fase também variam. Título da Aula

18 Diagrama de fases Título da Aula

19 Transmissão de Calor Tipos de Transmissão: é dada de três maneiras por condução, por convecção e por irradiação. Título da Aula

20 Aplicações de isolantes térmicos: Exemplo1: Os iglus, embora feitos de
1. Condução térmica É a propagação de calor em que a energia térmica passa de partícula para partícula, sem transporte de matéria. Ocorre principalmente nos metais (condutores térmicos). São exemplos de isolantes térmicos: água, gelo, ar, lã, isopor, vidro, borracha, madeira, serragem, etc. Aplicações de isolantes térmicos: Exemplo1: Os iglus, embora feitos de gelo, impedem a condução de calor para o meio externo. Elevando, assim sua temperatura interna. Título da Aula

21 Equação de Fluxo de Calor
Φ= Q = K • A(θ1 – θ2 ) ΔT L Φ: Fluxo de calor (Cal/s) Q: Quantidade de Calor (Cal) ΔT: Intervalo de Tempo K: Coeficiente de condutibilidade (cal/s • cm • ºC) A: Seção transversal de área Θ: Temperaturas nas extremidades L: Comprimento do objeto Título da Aula

22 A água quente na parte inferior,
2. Convecção térmica É a propagação de calor com transporte de matéria. Ocorre somente nos líquidos e gases. Exemplo1: Água no fogo. A água quente na parte inferior, menos densa, sobe, enquanto a água fria na parte superior, mais densa, desce. Esse movimento de água quente e água fria, chamado de corrente de convecção, faz com que a água se aqueça como um todo. Título da Aula

23 Exemplo: Brisa litorânea: De dia, o ar junto à areia se aquece e, por ser menos denso, sobe e é substituído pelo ar frio que estava sobre a água. Assim, forma-se a brisa que sobra do mar para a terra, a brisa marítima. À noite, o ar junto à água, agora mais aquecido, sobe e é substituído pelo ar frio que estava sobre a areia. Assim, forma-se a brisa que sopra da terra para o mar, a brisa terrestre. Título da Aula

24 3. Irradiação térmica É a propagação de calor através de ondas eletromagnéticas, principalmente os raios infravermelhos (chamados de ondas de calor). Ocorre inclusive no vácuo. Título da Aula

25 Exemplo1: A estufa de plantas é feita de vidro, que é transparente à energia radiante do Sol e opaco às ondas de calor emitidas pelos objetos dentro da estufa. Assim, o interior da estufa se mantém a uma temperatura maior do que o exterior. Título da Aula

26 GARRAFA TÉRMICA: A garrafa térmica tem por finalidade evitar as propagações de calor. Ela é constituída por uma ampola de vidro com faces espelhadas (as faces espelhadas evitam a irradiação). A ampola tem parede dupla de vidro com vácuo entre elas (o vácuo evita a condução e a convecção). Externamente, uma camada de plástico protege a ampola. Título da Aula

27 Quando aumentamos a temperatura de um corpo (sólido ou líquido), aumentamos a agitação das partículas que formam esse corpo. (afastamento entre as partículas) resultando em aumento nas dimensões do corpo (dilatação térmica). Na construção civil, por exemplo, para prevenir possíveis trincas e rupturas utilizam-se as " folgas", chamadas de juntas de dilatação. Título da Aula

28 Dilatação linear (∆l) a dilatação de apenas uma das suas dimensões sobre as demais. Ou, ainda, podemos estar interessados em uma única dimensão do sólido. Nesse caso, temos a dilatação Linear ( DL ). Exemplos: trilho da linha férrea, fio de alta tensão, viga de prédio, etc. 100 oC 20 oC Título da Aula

29 DILATAÇÃO LINEAR L = Lo .  . t Título da Aula

30 Dilatação superficial (∆s)
A dilatação superficial corresponde à variação da área de uma placa quando submetida a uma variação de temperatura. Exemplos: piso de uma calçada, placa metálica, etc. Ocorre também nos objetos circulares (exemplo: anéis). 20 oC 100 oC Título da Aula

31 2 =  S = So .  . t S - So = So . 2  . t DILATAÇÃO SUPERFICIAL
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32 Dilatação volumétrica (∆V)
a variação de volume, isto é, a dilatação nas três dimensões do sólido (comprimento, largura e altura). Veja o exemplo do quadro abaixo: Exemplos: caixa de água de um prédio, caixa de sapato, objetos cilíndricos, etc. 100 oC 100 oC 20 oC 20 oC Título da Aula

33 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA
V = Vo .  . t 3 =  V - Vo = Vo . 3  . t Título da Aula

34 D I L A T A Ç Ã O D OS LÍQUIDOS
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35 ΔV = ΔVaparente + Δvrecipiente γ = γap + γrecipiente ΔVap = γap.Vi.ΔT
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36 Dilatação irregular Quando a água é aquecida de 0oC a 4o C ocorre uma contração. de 4o C a 100o C, a água dilata-se normalmente. Título da Aula

37 Então, a 4o C, tem-se o menor volume para a água e, consequentemente, a maior densidade da água no estado líquido. Observação: A densidade da água no estado sólido ( gelo ) é menor que a densidade da água no estado líquido. Título da Aula

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