MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
As mudanças de estado físico não ocorrem em
qualquer temperatura, mas sim em temperaturas
específicas de cada substância. E sempre é valida a
seguinte relação:
TSOLIDIFICAÇÃO = TFUSÃO
T LIQUEFAÇÃO = T EBULIÇÃO
Ex: Água pura ao nível do mar
TSOLIDIFICAÇÃO = TFUSÃO = 0°C
T LIQUEFAÇÃO = T EBULIÇÃO = 100°C
ATENÇÃO:
-> DURANTE AS MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO A
TEMPERATURA NÃO SE ALTERA!
-> DOIS ESTADOS FÍSICOS DE UMA SUBSTÂNCIA
SÃO ENCONTRADOS AO MESMO TEMPO
SOMENTE NAS TEMPERATURAS ESPECÍFICAS DE
MUDANÇAS DE ESTADO!
DIAGRAMA DE MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
DE SUBSTÂNCIAS PURAS
Ex: Água pura ao nível do mar
Os diagramas de mudanças de estado de substâncias
puras sempre terão este perfil, e os dois patamares
sempre definem as mudanças de estado!
QUANTIDADE DE CALOR LATENTE (Q)
Quando a quantidade de calor recebido ou perdido
promove a mudança de estado físico da substância
chamamos esta quantidade de QUANTIDADE DE
CALOR LATENTE (Q).
-> m: massa da substância
-> L: calor latente de transformação específico de
cada substância
Ex: Água pura
LFUSÃO = 80 cal/g LSOLIDIFICAÇÃO = - 80 cal/g
L EBULIÇÃO = 540 cal/g L LIQUEFAÇÃO = - 540 cal/g
Assim,conclui-se que:
LSOLIDIFICAÇÃO = - LFUSÃO
L LIQUEFAÇÃO = - L EBULIÇÃO
1- Analisando o gráfico abaixo, referente ao aquecimento de uma
substância sólida, podemos afirmar que:
a) quando t = 2 minutos, tem-se um sistema monofásico.
b) quando t = 4 minutos, coexistem substância sólida e substância
líquida.
c) em t = 1 minuto inicia-se a liquefação da substância.
d) a substância tem ponto de fusão igual a 40 °C
e) no intervalo de 5 a 8 minutos, a substância encontra-se totalmente na
forma de vapor.
2- Um bloco de gelo de massa 100g está a uma temperatura
de -10°C. São dados:
- Calor específico sensível do gelo: 0,5 cal/g°C
- Calor específico latente de fusão do gelo: 80cal/g
- Calor específico sensível da água: 1,0 cal/g°C
Determine a quantidade de calor necessária para que todo o
bloco de gelo se funda e se transforme em água líquida a
20°C.
3- Coloca-se 900g de gelo a 0°C, no interior de um forno micro-
ondas de 1200W para ser transformado em água também a
0°C. Admitindo-se que toda a energia fornecida pelo forno será
absorvida pelo gelo, devemos programa-lo para funcionar
durante:
Dados: Calor latente de fusão do gelo = 80cal/g
1cal = 4J
a) 3 min
b) 4 min
c) 6 min
d) 12 min
e) 0,5 min
4- Um recipiente com capacidade térmica desprezível contém
100g de água inicialmente a 100°C e recebe energia
exclusivamente de uma fonte térmica de potência constante
2,2kW. Calcule o intervalo de tempo necessário para que toda
a água se transforme em vapor d’água a 120°C. Considere que
o experimento ocorre sob pressão normal.
Dados: cágua = 1,0cal/g°C;
cvapor = 0,5cal/g°C;
Lfusão do gelo = 80cal/g;
Lebulição da água = 540cal/g;
1cal = 4J
5- Um quilograma de água a 20°C é colocado em um congelador
cuja temperatura interna é de -15°C. Determine a quantidade de
calor retirada da água até que entre em equilíbrio térmico com o
interior do congelador.
Dados: cágua = 1,0cal/g°C;
cvapor = 0,5cal/g°C;
Lfusão do gelo = 80cal/g
6- O gálio é um metal cujo ponto de fusão é 30°C, à pressão
normal; por isso, ele pode liquefazer-se inteiramente quando
colocado na palma da mão de uma pessoa. Sabe-se que o calor
específico e o calor latente de fusão do gálio são,
respectivamente, 410 J/(kg ⋅ °C) e 80000 J/kg.
a) Qual a quantidade de calor que um fragmento de gálio de
massa 25g, inicialmente a 10°C, absorve para fundir-se
integralmente quando colocado na mão de uma pessoa?
b) Construa o gráfico T(°C) × Q(J) que representa esse processo,
supondo que ele comece a 10°C e termine quando o fragmento
de gálio se funde integralmente.
7- Em um dia quente, um atleta corre dissipando 750W durante
30minutos. Suponha que ele só transfira essa energia para o
meio externo através da evaporação do suor e que todo o seu
suor seja aproveitado para a sua refrigeração. Adote L = 2500J/g
para o calor latente de evaporação da água à temperatura
ambiente e a densidade da água d = 1,0 kg/L.
a) Qual é a taxa de perda de água do atleta em kg/min?
b) Quantos litros de água ele perde nos 30 minutos de corrida?
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