FÍSICA
1ª SÉRIE
MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
AULA 39
OBJETIVO DA AULA
https://4.bp.blogspot.com/-q6dhIpovB7w/VhF5aIBEpiI/AAAAAAACiZ8/08olDhqAp7w/s1600/a6.gif
d07 - Compreender efeitos das trocas de calor e/ou suas aplicações.
Se o gelo e a água podem estar a 0 °C, por que usamos gelo e não água a 0 °C para resfriar bebidas?
PARA INÍCIO DE CONVERSA
Observe a imagem, converse com os colegas e responda:
1 min
Para respondermos à questão inicial exploraremos o conceito de calor sensível e calor latente.
A quantidade de energia que provoca mudança na temperatura sem alterar o estado físico da substância é denominada de calor sensível.
CALOR SENSÍVEL
Estes dois conceitos indicam como um corpo reage ao receber ou ceder energia térmica. Vamos lá!
CALOR LATENTE
É o calor utilizado por uma substância para mudar de estado físico.
Nas substâncias puras, durante a mudança de fase, troca-se calor, porém sua temperatura permanece a mesma.
Exemplo:
Observe o esquema a seguir:
Imagem: https://jv-matematica.pinheirasc.com/
https://www.publicdomainpictures.net/pt/free-download.php?image=cubos-de-gelo&id=164886
MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
https://www.estudopratico.com.br/mudancas-de-estado-fisico-da-materia/
Mas, qual o nome dado a cada mudança de estado físico? Vamos retomar!
2 min
A figura a seguir mostra as principais mudanças de estado físico. Anote em seu caderno para que você possa consultar rapidamente o resumo sempre que for necessário.
CALOR LATENTE
Como vimos, em determinadas temperaturas, substâncias utilizam a energia recebida ou cedida para mudar de estado físico. A equação que traduz matematicamente este fenômeno é trazida a seguir:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9e/Ice_cubes_openphoto.jpg/640px-Ice_cubes_openphoto.jpg
Onde:
Q → Quantidade de calor (cal).
L → calor latente (cal/g).
m → massa (g).
Submetido a 1 atm e estando a 0 °C, ponto de fusão, o gelo utiliza toda a energia recebida do ambiente para se transformar em água líquida.
ANÁLISE GRÁFICA DAS MUDANÇAS DE FASE DA ÁGUA
Em verde, no gráfico, temos a reta que representa as fases sensíveis (sólido, líquido e gasoso).
Em vermelho, as fases latentes �(fusão e ebulição).
Note que nas fases latentes não há variação de temperatura!
(UERJ) O gráfico ao lado representa o comportamento térmico de 10 g de uma substância que, ao receber calor de uma fonte, passa integralmente da fase sólida para a fase líquida. O coeficiente de calor latente de fusão dessa substância, em cal/g, é igual a:
Exemplo 1:
Dados:
Q = 700 cal
m = 10 g
L = ?
Lfusão = 70 cal/g
http://www.marianaduro.com.br/
a) Em relação ao exercício anterior, qual o significado do valor encontrado?
Significa que cada grama dessa substância necessita de 70 calorias para passar do estado sólido para o estado líquido.
b) Ainda em relação ao exercício anterior, indique a temperatura de fusão dessa substância?
Tfusão = 50 °C
Exemplo 2:
PRATICANDO 1 - AGORA É A SUA VEZ!
Você tem três minutos para determinar o coeficiente de calor latente de 50 g de uma substância que, especificamente na vaporização, recebe 10 000 cal para completar a mudança de fase?
3 min
Dados:
Q = 10 000 cal
m = 50 g
L = ?
Ao término do tempo, o professor poderá indicar um estudante para resolver no quadro essa questão.
Q = m.L
10 000 = 50.L
L = 10 000
50
Lvaporização = 200 cal/g
PRATICANDO 2
b) Se o coeficiente do calor latente de vaporização corresponde a 200 cal/g, qual o valor do coeficiente do calor latente de liquefação? O que significa essa informação?
Significa que cada grama dessa substância necessita 200 cal para passar do estado líquido para o estado gasoso.
Lliquefação= — 200 cal/g
Isso significa que cada grama dessa substância precisa liberar 200 cal para passar do estado gasoso para o líquido.
a) Em relação ao exercício anterior, qual o significado do valor encontrado?
De volta ao começo!
E, então, como respondeu a seguinte questão?
Confira a resposta!
O gelo a 0 °C absorve calor do ambiente ao derreter, utilizando calor latente, o que o torna mais eficaz para resfriar bebidas do que a água que já está líquida.
O QUE VIMOS?
Nesta aula:
- Relembramos que o calor sensível ocorre quando há variação de temperatura;
- Calor latente é o calor que ocorre enquanto os corpos mudam de estado físico.
Professor, caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse:
GODOY, L. P. Agnolo, R. M. MELO, W. C. Multiversos : Ciências da Natureza : MOVIMENTOS E EQUILÍBRIO NA NATUREZA Ensino Médio. 1ª ed. São Paulo: FTD, 2020.
PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 2. São Paulo: Ed do Brasil, 2016.
Imagens:
REFERÊNCIAS
https://publicdomainvectors.org/pt/vetorial-gratis/Clipart-vetorial-de-laranja-de-tubo-do-term%C3%B4metro/18968.html
https://publicdomainvectors.org/pt/vetorial-gratis/Gr%C3%A1ficos-vetoriais-de-term%C3%B4metro-tubo-azul/18984.html