FÍSICA PROF. NELSON BEZERRA

PROF. WILLIAM COSTA2º ANOENSINO MÉDIO

Unidade IVida e ambiente

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 2.2ConteúdoCalorimetria: Capacidade térmica; calor específico sensível e equação fundamental da calorimetria.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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HabilidadeIdentificar as grandezas envolvidas na equação fundamental da calorimetria e calcular quantidade de calor.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Em nossa aula anterior vimos conceito de calor e as suas formas de transmissão.

• Calor é a energia térmica em trânsito.

REVISÃO

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Processos de transmissão do calor: • Condução.

REVISÃO

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2. Processos de Transmissão de calor2.1. Condução

REVISÃO

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2.2 Convecção

REVISÃO

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2.4 Irradiação

REVISÃO

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Você sabe dizer por que um corpo com grande massa precisa de mais quantidade de calor para se aquecer?

DESAFIO DO DIA

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Capacidade térmica (C)É uma propriedade dos corpos de variar sua temperatura com o ganho ou perda de uma determinada quantidade de calor.

AULA

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AULA

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Para determinarmos a capacidade térmica de um corpo devemos saber a quantidade de calor recebida ou cedida por ele e sua equivalente variação de temperatura.

AULA

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Matematicamente:

Onde:Q é a quantidade de calor (em joule ou caloria)∆T é a variação da temperatura (em Kelvin ou grau Celsius)A unidade de medida da Capacidade térmica é no SI o joule/Kelvin (J/K). Usualmente usamos a caloria/grau Celsius (cal/ºC).

∆T=C

Q

AULA

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Exemplo 1: Um corpo de massa 5kg, inicialmente a uma temperatura de 20 ºC, é aquecido por uma fonte de calor que fornece a ele 5000cal. Ao final do aquecimento a temperatura do corpo é de 120 ºC. Calcule a capacidade térmica desse corpo.

AULA

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Calor específico sensível (c)

É uma propriedade das substâncias que constituem os corpos. Cada substância tem o seu respectivo valor de calor específico sensível.

AULA

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AULA

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Para determinarmos o calor sensível da substância que constitui um corpo basta dividir sua capacidade térmica pela massa do corpo.

m C

=C

AULA

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Podemos ainda escrever:

Onde:Q é a quantidade de calor (em joule ou caloria)

∆T é a variação da temperatura (em Kelvin ou grau Celsius)

A unidade de medida no SI para o calor específico é Joule/(quilograma x Kelvin), ou seja, J/kg.K. Usualmente utilizamos caloria/(grama x grau Celsius), ou seja, cal/g.ºC.

m · ∆T Q

=C

AULA

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A seguir temos uma tabela com alguns valores do calor específico sensível de algumas substâncias.

Material

Acetona Areia Água CobreEtanolFerro Ouro Prata

Alumínio

Calor específico (cal/g.ºC)

0,520,21

0,090,590,110,030,050,22

AULA

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Exemplo 2. Uma fonte de calor fornece a um corpo de massa 200 gramas 500 calorias. Sabendo que após o processo de aquecimento o corpo aumenta sua temperatura de 25 ºC para 75 ºC, determine o calor específico do corpo.

AULA

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3. A equação fundamental da calorimetriaA partir da expressão do calor sensível, isolando a quantidade de calor obtemos uma expressão conhecida como equação fundamental da calorimetria por conter as principais grandezas relacionadas ao conteúdo:

∆Q = m · c · ∆T

AULA

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ΔQ é a quantidade de calor;

m é a massa do corpo;

c é o calor específico sensível do material que constitui o corpo;

ΔT é a variação da temperatura sofrida pelo corpo.

AULA

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Exemplo 3. Qual a quantidade de calor necessária para aquecer uma barra de aço com 500g de massa, desde a temperatura de 30 ºC até 230 ºC? (dado: calor específico sensível do aço = 0,12 cal/g.ºC).

AULA

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1. (UF - Paraná) Para aquecer 500g de certa substância de 20 ºC para 70 ºC, foram necessárias 4.000 calorias. A capacidade térmica e o calor específico valem respectivamente:

a) 8 cal/ ºC e 0,08 cal/g.ºCb) 80 cal/ ºC e 0,16 cal/g.ºCc) 90 cal/ ºC e 0,09 cal/g.ºCd) 95 cal/ ºC e 0,15 cal/g.ºCe) 120 cal/ ºC e 0,12 cal/g.ºC

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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2. Determine a quantidade de calor necessária para aquecer 300g de água, que inicialmente se encontrava a 10 ºC, até atingir a temperatura final de 70 ºC. (dado: calor específico sensível da água = 1,00cal/g.ºC).

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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1. Conceito de CalorCalor é a energia térmica em trânsito de um corpo com maior temperatura para um corpo com menor temperatura.

RESUMO DO DIA

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2.1 Condução2. Processos de Transmissão de calor

RESUMO DO DIA

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2.2 Convecção

RESUMO DO DIA

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2.3 Irradiação

RESUMO DO DIA

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Capacidade térmica - A grandeza física relacionada com a mudança de temperatura em função do calor recebido ou cedido pelo corpo recebe o nome de capacidade térmica.

RESUMO DO DIA

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A propriedade dos materiais de variar sua temperatura de maneira diferente quando recebem calor, chama-se calor específico sensível (c).

Material

Acetona Areia Água CobreEtanolFerro Ouro Prata

Alumínio

Calor específico (cal/g.ºC)

0,520,21

0,090,590,110,030,050,22

RESUMO DO DIA

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Equação fundamental da calorimetria:

ΔQ = m · c · ΔT

ΔQ é a quantidade de calor;

m é a massa do corpo;

c é o calor específico sensível do material que constitui o corpo;

ΔT é a variação da temperatura sofrida pelo corpo.

RESUMO DO DIA

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Câmera térmica

DESAFIO DO DIA

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Nas imagens registradas pela câmera térmica, foi possível observar uma pessoa, mesmo que em outras câmeras não tenha sido possível. O que fez com que pudéssemos enxergar a pessoa na câmera térmica?

DESAFIO DO DIA

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Você sabe dizer por que um corpo com grande massa precisa de mais quantidade de calor para se aquecer?

DESAFIO DO DIA

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