TERMOLOGIA
CALORIMETRIA parte 1
Aula 04 - Física Turma 2º ano
Uma substância poderá passar de estado físico a outro, ao receber ou perder calor.
A energia térmica ganha ou perdida altera a posição das partículas que formam o corpo.
TERMOLOGIA : CALORIMETRIA
Mudança de estado físico (agregação)
TERMOLOGIA : CALORIMETRIA
SUBLIMAÇÃO
REDUÇÃO DA TEMPERATURA
Mudança
de
Estado Físico
(agregação)
TERMOLOGIA : CALORIMETRIA
Mudança
de
Estado Físico
(agregação)
Note que em P.F. e P.E. a temperatura se mantém constante até a substância mudar de estado físico.
Para a água pura temos P.F. = 0oC e P.E. = 100oC considerando a pressão ambiente p=1atm (uma atmosfera).
Se a pressão ambiente mudar esses valores mudam.
Mudança de estado físico (agregação)
TERMOLOGIA : CALORIMETRIA
Estados físicos em função da pressão e temperatura ( diagrama de fases )
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Ponto Triplo (PT)
Esse ponto é chamado de ponto triplo, já que nele temos uma condição de temperatura e uma condição de pressão na qual encontramos a substância nos três estados físicos da matéria (sólido, líquido e vapor) ao mesmo tempo.
Ponto Crítico (PC)
Uma substância no estado gasoso é denominada gás quando, à temperatura constante, é impossível levá-la ao estado líquido, por maior que seja a pressão exercida sobre ela. O vapor, ao contrário, é a substância no estado gasoso que, à temperatura constante, pode sofrer liquefação por aumento de pressão.
A situação-limite entre vapor e gás é definida por uma temperatura denominada temperatura crítica, que, em conjunto com um valor de pressão (pressão crítica), determina o ponto crítico.
Estados físicos em função da pressão e temperatura ( diagrama de fases )
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TERMOLOGIA : CALORIMETRIA
Mudança
de
Estado Físico
(agregação)
Mudança de estado físico (agregação)
Plasma
O plasma não é um estado comum da matéria aqui na Terra, mas pode ser o estado mais comum da matéria no universo.
O plasma consiste em partículas altamente carregadas com energia cinética extremamente alta.
Os gases nobres (hélio, neônio, argônio, criptônio, xênonio e radônio) são frequentemente usados para fazer sinais luminosos usando eletricidade para ionizá-los ao estado de plasma.
Estrelas são essencialmente bolas de plasma superaquecidas.
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TERMOLOGIA : CALORIMETRIA
Mudança de estado físico (agregação)
TERMOLOGIA : CALORIMETRIA
Mudança de estado físico (agregação)
Mudança de estado físico (agregação)
Condensados de Bose-Einstein (BEC) ou “luz líquida”
Em 1995, os cientistas criaram um novo estado da matéria, o condensado de Bose-Einstein (BEC). Usando uma combinação de lasers e ímãs, Eric Cornell e Carl Weiman resfriaram uma amostra de rubídio a temperaturas muito próximas do zero absoluto.
Nesta temperatura extremamente baixa, o movimento molecular praticamente para. Como quase não há energia cinética sendo transferida de um átomo para outro, os átomos começam a se aglomerar.
Não há mais milhares de átomos separados, apenas um “superátomo”. Um BEC é usado para estudar a mecânica quântica em um nível macroscópico.
A luz parece diminuir à medida que passa por uma BEC, permitindo o estudo do paradoxo de partículas/ondas.
TERMOLOGIA : CALORIMETRIA
TERMOLOGIA : CALORIMETRIA
Mudança de estado físico (agregação)
Físico, Químico e Médico escocês, evidenciou-se no seu trabalho sobre Termologia, sendo o primeiro a distinguir Calor de Temperatura.
Introduziu a noção de Calor Específico e de Calor Latente. É considerado, juntamente com Cavendish e Lavoisier, um dos pioneiros da Química Moderna.
Joseph Black (1728 – 1799)
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Por meio de experimentos nos quais misturava substâncias a diferentes temperaturas, observou que os resultados não condiziam com as teorias da época, que apontavam o calor como uma substância fluida (chamada de calórica) presente na matéria.
Mas antes disso vamos falar sobre duas características importantes:
Joseph Black (1728 – 1799)
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Capacidade Térmica ( C )
A Capacidade Térmica de um corpo é a quantidade de calor necessária para variar a temperatura de um corpo em uma unidade
Onde: (S.I.)
Q = quantidade de calor em................. cal ou J
𝜟T = variação de temperatura em.......... oC ou K
C = capacidade térmica do corpo em... cal/oC ou J/K
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Capacidade Térmica ( C )
A capacidade térmica é uma característica do corpo.
Portanto, diferentes blocos de alumínio têm diferentes capacidades térmicas, apesar de serem da mesma substância.
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Capacidade Térmica ( C )
Q = 50 cal
48ºC
28ºC
Esse resultado nos indica que, para variar a temperatura desse corpo em 1 ºC, precisaremos fornecer a ele 2,5 cal.
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Calor específico ( c )
O calor específico de uma substância indica a quantidade de calor necessária para varia em 1 unidade a temperatura de uma unidade de massa dessa substância.
Onde: (S.I.)
C = capacidade térmica do corpo em... cal/oC ou J/K
m = massa da substância em............... g ou Kg
c = calor específico da substância....... cal/g.oC ou J/Kg.K
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Calor específico ( c )
O calor específico é uma característica da substância que compõe o corpo.
Substância | Calor específico (cal/g.oC) | Calor específico S.I. (J/kg.K) |
água | 1,000 | 4180,0 |
gelo | 0,550 | 2299,0 |
vidro | 0,200 | 837,0 |
cobre | 0,093 | 388,7 |
mercúrio | 0,033 | 138,0 |
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Calor Específico ( c )
m = 200 g
48ºC
28ºC
Esse resultado nos indica que, para variar a temperatura de apenas 1g dessa substância em 1ºC, precisaremos fornecer 0,0125 cal.
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Exercício
01. A capacidade térmica de um recipiente é de 2×102 cal/ºC. Coloca-se no recipiente 1L de água. O conjunto encontra-se inicialmente a 20 ºC.
Qual é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura do conjunto a 50 ºC?
RECIPIENTE
ÁGUA
To= 20 ºC
T= 50 ºC
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01. SOLUÇÃO
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01. SOLUÇÃO
QTOTAL = 200.(50 – 20) + 1000.1. (50 – 20)
QTOTAL = 200.30 + 1000.30
QTOTAL = 6000 + 30000
QTOTAL = 36000 cal
QTOTAL = 36×103 cal
QTOTAL = 36 kcal
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