Capítulo 03. Calorimetria

02. O gráfico a seguir representa a curva de aquecimento de 50 gramas de água no estado sólido (gelo) à temperatura inicial de –10 °C. Sabendo que o

cágua = 1,0 cal/g · °C,  cgelo = 0,5 cal/g · °C,

L fusão = 80 cal/g,  L vapor = 540 cal/g  e

cvapor = 0,5 cal/g · °C,  determine  a  quantidade  de calor recebida durante todo o processo.

Resolução

1o) De – 10 °C a 0 °C a água recebe calor sensível, pois varia a sua temperatura sem mudar o estado físico.

Q = m · c ·

QS1 = 50 · 0,5 · (0 – (– 10))

QS1 = 250 cal

2o) A 0°C a água sofre a primeira mudança de estado (fusão) e recebe calor latente, pois, com o passar do tempo, a temperatura permanece constante.

Q = m · L

QL = 50 · 80

QLf= 4 000 cal

3o) De 0 °C a 100 °C a água recebe calor sensível, pois varia a sua temperatura.

Q = m · c ·

QS2 = 50 · 1 · (100 – 0)

QS2 = 5 000 cal

 

4o) A 100 °C a água sofre a segunda mudança de estado (vaporização), pois a temperatura permanece constante com o passar do tempo.

Q = m · L

QLv = 50 · 540

QLv = 27 000 cal

5o) De 100 °C a 110 °C o vapor d’água recebe calor sensível, pois a sua temperatura varia com o tempo.

Q = m · c ·

QS3 = 50 · 0,5 · (110 – 100)

QS3 = 250 cal

6o) A quantidade de calor total recebida pela água é dada por:

QT = QS1 + QLf + QS2 + QLv + QS3

QT = 250 + 4 000 + 5 000 + 27 000 + 250

QT = 36 500 cal

11. Trocas de Calor

Dizemos que um recipiente é termicamente isolado, quando suas paredes não absorvem e não transmitem energia na forma de calor. Eles são constituídos por materiais isolantes térmicos como, por exemplo, o isopor, a cortiça ou mesmo a lã de vidro e são denominados de calorímetros.

Consideremos dois corpos, A e B, cujas temperaturas são A e B, em que A > B. Colocando-os em contato dentro de um recipiente termicamente isolado (calorímetro), observamos que, após algum tempo, A e B atingem o equilíbrio térmico, ou seja, possuem a mesma temperatura. Como o corpo A encontra-se numa temperatura maior que B e o calor é a energia térmica que se transfere do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura, o corpo A cede calor e o corpo B recebe calor.

Após algum tempo, essa transferência de calor cessa e as temperaturas dos corpos atingem o mesmo valor Te (temperatura de equilíbrio).


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  Capítulo 03. Calorimetria 30