AL030407

CALORIMETRIA - 2

Frente: 02 Aula: 06

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PROFº: CARLOS FARIAS

1. CURVA DE AQUECIMENTO.

Um corpo de massa m, inicialmente no estado sólido e a uma temperatura T0, ao receber continuamente calor, alteram-se sua temperatura e estado como mostra a curva de aquecimento abaixo.

Análise da curva de aquecimento:

1o) No trecho AB, o corpo recebe uma quantidade de calor sensível no estado sólido (Qss) até atingir o ponto de fusão (P.F.).

2o) No trecho BC (Patamar de fusão), o corpo recebe uma quantidade de calor latente de fusão (QLF), passando do estado sólido para o estado líquido.

3o) No trecho CD, o corpo recebe uma quantidade de calor sensível no estado líquido (QSL) até atingir o ponto de ebulição (P.E.).

4o) No trecho DE (Patamar de vaporização), o corpo recebe uma quantidade de calor latente de vaporização (QLV), passando do estado líquido para o estado gasoso.

5o) No trecho EF, o corpo recebe uma quantidade de calor sensível no estado gasoso (QSG) até atingir uma temperatura final T.

cG → calor específico do corpo no estado gasoso.

Atenção Calorímetro → É um recipiente termicamente

isolado. Exemplo: Caixa de isopor, garrafa térmica, etc 2. TROCAS DE CALOR. Dois ou mais corpos, com temperaturas diferentes, quando colocados no interior de um calorímetro, trocam calor entre si até atingirem o equilíbrio térmico (mesma temperatura).

LEI GERAL DAS TROCAS DE CALOR: A soma das quantidades de calor trocadas pelos corpos, até atingirem o equilíbrio térmico, é nula. No exemplo acima, pela Lei Geral das Trocas de Calor, teremos: ∑Q = 0 APLICAÇÕES 01. O diagrama representa a curva de aquecimento de 20 gramas de uma substância inicialmente no estado líquido. O calor latente de vaporização da substância é: a) 10 cal/g c) 30 cal/g e) 40 cal/g b) 20 cal/g d) 25 cal/g 02. Derramando-se 50 cm3 de café quente (80 0C) em um copo de leite morno (40 0C), obtém-se 200 cm3 de café com leite a uma temperatura aproximada de: a) 20 0C. c) 50 0C. e) 120 0C. b) 40 0C. d) 80 0C.

T

P.E.

P.F.

T0

0

A Sólido

Patamar

(fusão) sól. líq.

∑Q = 0

C

Patamar E

Calor

Líquido

Gasoso

QA + QB = 0

Após o equilíbrio térmico

Calorímetro

Calor TA > TB

B

TBTA

A

Calorímetro

B

TT

A

Mesma temperatura

Temperatura

B

D

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

QS S QS L QS

G QL F V QL

F (vaporização) líq. gás.

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03. Um corpo troca calor exclusivamente com 150 g de água, inicialmente a 40 0C. A temperatura inicial do corpo é 200 0C e o equilíbrio térmico ocorre a 50 0C. A capacidade térmica desse corpo, em cal/ 0C, é igual a:

a) 2 c) 7 e) 15 b) 5 d) 10

REVISÃO 01. O gráfico representa a temperatura θ de uma substância de massa 20 g, inicialmente sólida, em função da quantidade de calor recebido Q. Podemos afirmar que a capacidade térmica no estado sólido, o calor latente de fusão e o calor específico no estado líquido dessa substância valem, respectivamente: a) 5 cal/0C; 10 cal/g; 0,5 cal/g.0C b) 10 cal/0C; 5 cal/g; 1 cal/g.0C c) 4 cal/0C; 2 cal/g; 5 cal/g.0C d) 5 cal/0C; 0,5 cal/g; 10 cal/g.0C e) 10 cal/0C; 5 cal/g; 0,25 cal/g.0C 02. O diagrama representa a variação de temperatura de uma substância pura em função da quantidade de calor que lhe é fornecida. O calor de vaporização é conhecido e vale 4,0 cal/g. As informações obtidas a partir do diagrama permitem calcular o calor específico da substância antes da vaporização (trecho AB) e a sua massa. Os valores encontrados para essas grandezas, em cal/g.0C e em gramas, são, respectivamente: a) 0,33 e 200. c) 0,03 e 250. e) 0,05 e 400. b) 0,66 e 500. d) 0,84 e 300. 03. O gráfico representa a variação de temperatura de uma amostra de 20 g de um líquido, a partir de 0 0C, em função do calor por ela absorvido. O calor específico cL do líquido e o seu calor específico cG na fase gasosa guardam a seguinte relação: a) cL = cG. c) cL = 2. cG. e) n.d.a. b) cL = cG/2. d) cL = 2. cG/3 04. A quantidade de calor que um bloco de gelo (água no estado sólido), inicialmente a –40 0C recebe para chegar a ser vapor a 120 0C é dada pelo gráfico abaixo.

A massa desse gelo é: a) 1,0 g b) 10 g c) 1,0 . 102 g d) 1,0 Kg e) 10 Kg 05. No interior de um calorímetro adiabático contendo 500 g de água a 20 0C, são colocados 100 g de chumbo a 200 0C. O calor específico da água é 1 cal/g. 0C e o do chumbo é 0,031 cal/g. 0C. A temperatura final de equilíbrio é aproximadamente:

a) 31 0C. c) 25,30C. e) 21,10C. b) 28,4 0C. d) 23,50C. 06. No interior de um calorímetro de capacidade térmica 60 cal/0C há 200 g de água (calor específico = 1 cal/g. 0C). Fornecendo 3000 cal ao sistema, observa-se que sua temperatura sofre uma variação de 10 0C. A quantidade de calor perdido por esse sistema nesse processo é de:

a) 400 cal. c) 1000 cal. e) 2000 cal. b) 600 cal. d) 1600 cal. 07. Dois corpos, A e B se encontram a uma mesma temperatura de 10 0C. Cedendo a mesma quantidade de calor a cada corpo obtemos temperaturas diferentes, 400C e 800C, respectivamente. Qual será a temperatura de equilíbrio se ambos os corpos forem colocados em contato térmico?

a) 50 0C. c) 60 0C. e) 80 0C. b) 52 0C. d) 62 0C. 08. Um corpo de massa m a 270 0C é colocado em um recipiente, onde existe idêntica massa de água a 500C, obtendo-se uma temperatura de equilíbrio igual a 70 0C. Admitindo que somente houve trocas de calor entre o corpo e a água, o calor específico do corpo, em cal/g 0C, é igual a:

a) 0,010 c) 0,054 e) 0,20 b) 0,030 d) 0,10 09. Um calorímetro ideal de capacidade térmica desprezível contém 300 g de óleo (c = 0,5 cal/g. 0C). Colocando no interior desse calorímetro 600g de água (c = 1 cal/g. 0C) a 80 0C, a temperatura de equilíbrio térmico da mistura passa a ser 75 0C. A temperatura inicial do óleo era:

a) 55 0C c) 65 0C e) 75 0C b) 60 0C d) 70 0C 10. Quando 600 g de chumbo (c = 0,0306 cal/g. 0C) a 1000C é colocado em um calorímetro de alumínio (c = 0,22 cal/g. 0C) de massa 120 g que contém 200 g de azeite de oliva a 20 0C, a temperatura final da mistura é 30,6 0C. O calor específico do azeite, em cal/g. 0C, é:

a) 0,25 c) 0,47 e) 0,68 b) 0,32 d) 0,55 11. A menor massa de água (Calor específico = 1 cal/g 0C) a 20 0C que devemos colocar em um recipiente que contém 300 g de água a 80 0C, para obtermos água a 40 0C, é:

a) 200g c) 400g e) 600g b) 300g d) 500g

Gabarito 01. e 03. b 05. e 07. b 09. a 11. e 02. c 04. d 06. a 08. d 10. c