Capítulo 03. Calorimetria

O calor específico latente de mudança de estado, L, é a quantidade de calor Q que um corpo, de massa m, recebe ou cede por unidade de massa, sem variar sua temperatura:

A unidade usual de calor específico latente é caloria por grama (cal/g) e no Sistema Internacional é joule por quilograma (J/kg).

Portanto, a quantidade de calor latente é calculada pela expressão:

Exercícios Resolvidos

01. Um corpo de massa 250 g recebe 5 000 calorias de uma fonte e sua temperatura aumenta de 10 °C para 92,5 °C. Determine:

a) o calor específico da substância;

b) a capacidade térmica do corpo.

Resolução

a) O calor específico pode ser calculado pela equação fundamental da calorimetria:

     Q = m · c ·

     5 000 = 250 · c · 82,5

     c = 0,24 cal/g · °C

b) A capacidade térmica pode ser calculada por

C = m · c, então:

         C = 250 · 0,24

         C = 60 cal /°C

02. Qual a quantidade de calor que devemos retirar de  500  gramas  de  água,  cujo  calor  específico  é 1 cal/g · °C, para que sua temperatura passe de 80 °C para 15 °C?

Resolução

A quantidade de calor é calculada por

Q = m · c · , portanto:

Q = 500 · 1 · (15 – 80)

Q = –32 500 cal

Observação: o sinal negativo significa que o corpo cedeu energia na forma de calor.

 

03. Uma quantidade de 200 gramas de água líquida a 100 °C, à pressão de uma atmosfera, transformou-se em vapor d'água a 100 °C. Calcule a quantidade de calor recebida pela água, sendo o calor latente de vaporização da água 540 cal/g.

Resolução

A quantidade de calor trocada, durante uma mudança   de   estado,   deve   ser   calculada   por Q = m · L, portanto:

Q = 200 · 540 Q = 108 000 cal

04. Qual a quantidade de calor que devemos retirar de 150 g de água líquida a 0 °C para que ela se transforme, à pressão normal, em 150 g de gelo a 0 °C? Dado calor latente de solidificação Ls = –80 cal/g.

Resolução

A quantidade de calor trocada, durante a mudança de estado, é calculada por Q = m · L, portanto, temos que: Q = 150 · (–80) Q = –12 000 cal

Observação: o sinal negativo significa que, durante a mudança de estado, o corpo cedeu energia na forma de calor.

Leitura Complementar:

9. Fases da Matéria

Podemos encontrar uma substância em três fases distintas: sólida, líquida e gasosa. Por exemplo, encontramos a água na forma sólida (gelo), na forma líquida (água líquida) e na forma gasosa (vapor d'água).

No estado sólido, as moléculas encontram-se muito próximas, com uma forte interação entre elas, que lhes permite ligeiras movimentações em torno de posições de equilíbrio. Assim, devido a essas interações, elas ocupam posições determinadas, formando uma estrutura regular denominada rede cristalina. O sólido possui volume e forma definida.


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