Capítulo 03. Calorimetria

Como essa transferência de energia ocorreu no interior de um calorímetro, ou seja, sem interferência do meio externo, todo calor cedido pelo corpo A foi recebido pelo corpo B, convencionando-se o calor cedido como sendo negativo e o calor recebido, positivo. Após o equilíbrio térmico, temos:

Calor cedido por A = Calor recebido por B

A partir desses fatos, podemos generalizar: se colocarmos dentro de um recipiente termicamente isolado (calorímetro) n corpos a temperaturas diferentes, os corpos trocarão calor entre si, até atingirem o equilíbrio térmico. Os corpos de maior temperatura cedem calor para os de menor temperatura. Sendo o calor cedido negativo e o calor recebido positivo, podemos dizer que:

Q1 + Q2 + Q3 + ... + Qn = 0

Ou seja:

Assim, enunciamos o princípio das trocas de calor.

 

Quando a troca de calor provoca apenas variação na temperatura dos corpos envolvidos, sem mudança na forma física, eles estão trocando calor sensível (exemplo 1) e, portanto, devemos substituir, no princípio das trocas de calor, Q pela equação fundamental da calorimetria:

Se durante a troca de calor ocorrer alguma mudança de estado, o corpo que sofreu essa mudança terá recebido ou perdido calor latente e devemos substituir, no princípio das trocas de calor, Q pela equação do calor lente:

Quando a troca de calor envolve, além de variação na temperatura (calor sensível), mudança de estado físico, é conveniente, antes da aplicação do princípio das trocas de calor, analisarmos se o calor sensível cedido ou absorvido é suficiente para realizar completamente a mudança de estado (exemplo 2).

Exercícios Resolvidos

01. Dentro de um recipiente termicamente isolado, são misturados 200 g de alumínio cujo calor específico é 0,2 cal/g · °C, à temperatura inicial de 100 °C, com 100 g de água, cujo calor específico é 1,0 cal/g · °C, à temperatura inicial de 30 °C. Deter- mine a temperatura final de equilíbrio térmico.

Resolução

Como o sistema é isolado termicamente, as trocas de calor envolvem apenas a água e o alumínio, portanto, vale a equação:

Resolvendo a equação, temos:


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