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A Calorimetria é a parte da Física que estuda as trocas de energia entre corpos ou sistemas quando essas trocas se dão na forma de calor. Nesta página teremos a oportunidade de aprender sobre o calor sensível e o calor latente e as mudanças de fase da matéria.
Aprenda sobre a história do estudo do calor através desta apresentação:
Aprenda sobre a história do estudo do calor através desta apresentação:
Calor
Calor
É a energia térmica em trânsito entre dois corpos. Esta energia é transferida do corpo com maior agitação das moléculas (maior temperatura) para o corpo com a menor agitação de suas moléculas (menor temperatura).
Calor sensível
Calor sensível
É a quantidade de calor cedida ou recebida por um corpo, acarretando a ele uma variação de temperatura, sem mudar a sua fase. Ou seja, não existe mudança de estado físico, apenas mudança da temperatura.
Calor latente
Calor latente
É a quantidade de calor cedida ou recebida por um corpo, que sofre mudança na sua fase (mudança na forma de ligação de suas moléculas) a temperatura constante. Ou seja, existe mudança de estado físico.
Unidade de calor
Unidade de calor
A quantidade de calor (Q) no Sistema Internacional de Unidades - SI é medida em joule (J). Porém, também usamos caloria (cal), sendo que 1 cal = 4,18 J.
Capacidade térmica
Capacidade térmica
É a razão entre a quantidade de calor sensível cedida ou recebida por um corpo e sua respectiva variação de temperatura.
Exercícios sobre calor sensível, calor latente e capacidade térmica
Exercícios sobre calor sensível, calor latente e capacidade térmica
As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final da lista de exercícios.
As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final da lista de exercícios.
Exercício 1
Exercício 1
Exercício 2
Exercício 2
Exercício 3
Exercício 3
Exercício 4
Exercício 4
Exercício 5
Exercício 5
Exercício 6
Exercício 6
Exercício 7
Exercício 7
Exercício 8
Exercício 8
Exercício 9
Exercício 9
Exercício 10
Exercício 10
Exercício 11
Exercício 11
Exercício 12
Exercício 12
Exercício 13
Exercício 13
Exercício 14
Exercício 14
15) (MACKENZIE) Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de 150 cal/s, a uma determinada massa de água. Se a temperatura da água aumenta de 20ºC para 60ºC em 4 minutos, sendo o calor especifico sensível da água 1,0 cal/gºC, pode-se concluir que a massa de água aquecida, em gramas, é:
a) 500 b) 600 c) 700 d) 800 e) 900
Resolução dos exercícios - Parte 1
Resolução dos exercícios - Parte 1
Resolução dos exercícios - Parte 2
Resolução dos exercícios - Parte 2
Resolução dos exercícios - Parte 3
Resolução dos exercícios - Parte 3
Mudanças de fase da matéria
Mudanças de fase da matéria
A matéria pode estar no estado sólido, líquido ou gasoso. Estes estados da matéria também são conhecidos como fases da matéria. Cada estado possui características moleculares diferentes, a fase sólida, por exemplo, possui moléculas ou átomos fortemente ligados. Na fase líquida os átomos e moléculas estão mais afastados uns dos outros, pois existe maior liberdade para se movimentarem. Na fase gasosa os átomos e moléculas estão mais desordenados e com pouca interação entre os átomos e moléculas. As fases da matéria dependem do aquecimento ou resfriamento das substâncias, conforme a figura a seguir:
A matéria pode estar no estado sólido, líquido ou gasoso. Estes estados da matéria também são conhecidos como fases da matéria. Cada estado possui características moleculares diferentes, a fase sólida, por exemplo, possui moléculas ou átomos fortemente ligados. Na fase líquida os átomos e moléculas estão mais afastados uns dos outros, pois existe maior liberdade para se movimentarem. Na fase gasosa os átomos e moléculas estão mais desordenados e com pouca interação entre os átomos e moléculas. As fases da matéria dependem do aquecimento ou resfriamento das substâncias, conforme a figura a seguir:
Na natureza temos diversos exemplos das mudanças de fase da matéria, dentre eles, o próprio ciclo da água é um desses exemplos. A água no estado líquido evapora e se transforma em vapor de água, que pode ser transformado em gelo nas nuvens, dependendo da temperatura, e depois se transformam em estado líquido como chuva e assim por diante.
Na natureza temos diversos exemplos das mudanças de fase da matéria, dentre eles, o próprio ciclo da água é um desses exemplos. A água no estado líquido evapora e se transforma em vapor de água, que pode ser transformado em gelo nas nuvens, dependendo da temperatura, e depois se transformam em estado líquido como chuva e assim por diante.
A pressão e a temperatura podem influenciar a mudança de fase de uma substância. A maioria das substâncias possuem o volume aumentado quando são aquecidas. Do mesmo modo, a pressão dos materiais muda com a temperatura quando passa a ocupar um volume diferente do volume inicial. Quando as substâncias são resfriadas podem perder energia cinética das moléculas, diminuindo o espaço que ocupam. Desse modo, temos as mudanças de fase conforme a figura:
A pressão e a temperatura podem influenciar a mudança de fase de uma substância. A maioria das substâncias possuem o volume aumentado quando são aquecidas. Do mesmo modo, a pressão dos materiais muda com a temperatura quando passa a ocupar um volume diferente do volume inicial. Quando as substâncias são resfriadas podem perder energia cinética das moléculas, diminuindo o espaço que ocupam. Desse modo, temos as mudanças de fase conforme a figura:
Evaporação
Evaporação
É a mudança da fase líquida para a fase de vapor à temperatura ambiente. Por isso, é um processo lento e ocorre a qualquer temperatura ambiente, mesmo em dias frios de inverno.
É a mudança da fase líquida para a fase de vapor à temperatura ambiente. Por isso, é um processo lento e ocorre a qualquer temperatura ambiente, mesmo em dias frios de inverno.
Ebulição
Ebulição
É a mudança da fase líquida para a fase de vapor, mudança rápida que ocorre à temperatura constante, cujo valor determinado pela pressão.
É a mudança da fase líquida para a fase de vapor, mudança rápida que ocorre à temperatura constante, cujo valor determinado pela pressão.
Calefação
Calefação
É a mudança da fase líquida para a fase gasosa, de forma muito rápida, que ocorre quando a temperatura é muito maior que a temperatura de ebulição. Um pingo d'água em uma chapa quente é um dos exemplos da calefação.
É a mudança da fase líquida para a fase gasosa, de forma muito rápida, que ocorre quando a temperatura é muito maior que a temperatura de ebulição. Um pingo d'água em uma chapa quente é um dos exemplos da calefação.
A água possui um comportamento diferente, no qual acontece o aumento de volume na solidificação, por isso uma garrafa fechada e cheia de água rompe no congelador.
A água possui um comportamento diferente, no qual acontece o aumento de volume na solidificação, por isso uma garrafa fechada e cheia de água rompe no congelador.
Na curva de fusão coexistem os estados líquido e sólido.
Na curva de fusão coexistem os estados líquido e sólido.
Na curva de vaporização coexistem os estados líquido e vapor.
Na curva de vaporização coexistem os estados líquido e vapor.
Na curva de sublimação coexistem os estados sólido e vapor.
Na curva de sublimação coexistem os estados sólido e vapor.
No ponto triplo ou tríplice coexistem os estados sólido, líquido e vapor.
No ponto triplo ou tríplice coexistem os estados sólido, líquido e vapor.
Na mudança de fase temos o calor latente, dado pela equação Q = m.L. Sendo Q a quantidade de calor (em calorias), m a massa do corpo em gramas e L o calor latente do corpo em cal/g. Quando apenas mudamos de temperatura temos o calor sensível, dado pela equação abaixo:
Na mudança de fase temos o calor latente, dado pela equação Q = m.L. Sendo Q a quantidade de calor (em calorias), m a massa do corpo em gramas e L o calor latente do corpo em cal/g. Quando apenas mudamos de temperatura temos o calor sensível, dado pela equação abaixo:
Temperatura e pressão
Temperatura e pressão
A pressão exercida sobre uma substância influencia seus pontos de fusão e ebulição. Quanto maior for a pressão, maior será a temperatura de ebulição e de fusão. Quanto maior a altitude, menor é a pressão atmosférica, então no Monte Everest, por exemplo, a água ferveria a 70ºC e ao nível do mar a 100 ºC.
A pressão exercida sobre uma substância influencia seus pontos de fusão e ebulição. Quanto maior for a pressão, maior será a temperatura de ebulição e de fusão. Quanto maior a altitude, menor é a pressão atmosférica, então no Monte Everest, por exemplo, a água ferveria a 70ºC e ao nível do mar a 100 ºC.
Ponto crítico
Ponto crítico
Neste ponto a substância tem a sua temperatura crítica. Acima desta temperatura a substância está na forma de gás e não é capaz de passar para o estado líquido apenas com o aumento de pressão, sem alterar a temperatura.
Neste ponto a substância tem a sua temperatura crítica. Acima desta temperatura a substância está na forma de gás e não é capaz de passar para o estado líquido apenas com o aumento de pressão, sem alterar a temperatura.
Diagrama de fases
Diagrama de fases
A água é uma substância anômala. Quanto maior for a pressão, menor será seu ponto de fusão.
A água é uma substância anômala. Quanto maior for a pressão, menor será seu ponto de fusão.
Exemplo 1 de experimento
Exemplo 1 de experimento
Exemplo 2 de experimento
Exemplo 2 de experimento
Exemplo 2 de experimento
Exemplo 2 de experimento
Exercícios
Exercícios
As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final da lista de exercícios.
As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final da lista de exercícios.
Mudanças de fase da matéria - Parte 1
Mudanças de fase da matéria - Parte 1
Mudanças de fase da matéria - Parte 2
Mudanças de fase da matéria - Parte 2
Mudanças de fase da matéria - Parte 3
Mudanças de fase da matéria - Parte 3
Segunda lista de exercícios sobre mudanças de fase da matéria
Segunda lista de exercícios sobre mudanças de fase da matéria
As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final desta segunda lista de exercícios.
As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final desta segunda lista de exercícios.
(IFSC) Pedrinho estava com muita sede e encheu um copo com água bem gelada. Antes de beber observou que o copo ficou todo “suado” por fora, ou seja, cheio de pequenas gotículas de água na superfície externa do copo. É CORRETO afirmar que tal fenômeno é explicado:
(IFSC) Pedrinho estava com muita sede e encheu um copo com água bem gelada. Antes de beber observou que o copo ficou todo “suado” por fora, ou seja, cheio de pequenas gotículas de água na superfície externa do copo. É CORRETO afirmar que tal fenômeno é explicado:
a) pela sublimação da água existente no copo.
a) pela sublimação da água existente no copo.
b) pela porosidade do copo que permitiu que parte da água gelada passasse para o lado de fora do copo.
b) pela porosidade do copo que permitiu que parte da água gelada passasse para o lado de fora do copo.
c) pela vaporização da água do copo para fora do copo.
c) pela vaporização da água do copo para fora do copo.
d) pelas correntes de convecção formada em função do aquecimento da água gelada pelo meio ambiente.
d) pelas correntes de convecção formada em função do aquecimento da água gelada pelo meio ambiente.
e) pela condensação dos vapores de água da atmosfera em contato com o copo gelado.
e) pela condensação dos vapores de água da atmosfera em contato com o copo gelado.
(IFSC) A matéria pode se apresentar, basicamente, em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Sabemos que a matéria pode mudar de estado, dependendo do fornecimento ou retirada de energia. Assinale a alternativa CORRETA. Quando uma substância está no estado líquido e muda para o gasoso, dizemos que ela sofreu
(IFSC) A matéria pode se apresentar, basicamente, em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Sabemos que a matéria pode mudar de estado, dependendo do fornecimento ou retirada de energia. Assinale a alternativa CORRETA. Quando uma substância está no estado líquido e muda para o gasoso, dizemos que ela sofreu
a) sublimação. b) liquefação. c) fusão. d) vaporização. e) condensação.
a) sublimação. b) liquefação. c) fusão. d) vaporização. e) condensação.
Mudanças de fase e ponto crítico - Aula 1
Mudanças de fase e ponto crítico - Aula 1
Mudanças de fase e ponto crítico - Aula 2
Mudanças de fase e ponto crítico - Aula 2
Mudanças de fase e ponto crítico - Aula 3
Mudanças de fase e ponto crítico - Aula 3
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