Calorimetria

Como visto anteriormente:

Os átomos mesmo que estejam "arrumadinhos", formando um corpo que esteja em repouso, encontram-se em agitação. Os átomos ou moléculas só estarão parados se o valor da temperatura for -273°C, isto é, se estiverem em "zero absoluto" - de acordo com Lord Kelvin.

Zero absoluto: é a temperatura mínima em que, átomos ou moléculas estão completamente parados. Este valor corresponde a  -273°C.

Temperatura: é a medida da agitação térmica média dos átomos ou moléculas de um corpo.

A energia transferida de um corpo a outro devido a diferença de temperatura entre eles é chamada de: calor.

Essa transferência de calor, ocorrerá do corpo mais quente para o mais "frio", isto é, daquele cuja temperatura está mais elevada para o que tem uma temperatura mais baixa. 

Se dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, um com o outro, a transferência de calor acontecerá até o momento em que eles atinjam a mesma temperatura. A esse momento chamamos de equilíbrio térmico. 

O aparelho utilizado para medir a temperatura dos corpos é o termômetro . 

Calor é diferente de temperatura , haja visto que: a temperatura mede a agitação das moléculas ou átomos; já calor é a energia que se transfere de um corpo para outro, devido a diferença de temperatura entre eles.

Propagação de calor:

• Condução: o calor é transferido de molécula à molécula até aquecer o corpo todo.É transferido por colisões entre átomos e moléculas vizinhas. O calor flui das temperaturas mais altas (moléculas com maior energia cinética) para as temperaturas mais baixas (moléculas com menor energia cinética). A capacidade das substâncias para conduzir calor (condutividade) varia consideravelmente. Via de regra, sólidos são melhores condutores (suas moléculas estão bem próximas umas das outras) que líquidos e líquidos são melhores condutores que gases. Num extremo, metais são excelentes condutores de calor e no outro extremo, o ar é um péssimo condutor de calor. 

• Convecção: o calor se transfere pela movimentação da matéria de um local para o outro, devido a diferença de densidades. Ocorre em líquidos e gases.

 Nas geladeiras o congelador é sempre colocado na parte superior, para que o ar se resfrie na sua presença e desça, dando lugar ao ar mais quente que sobe. As prateleiras são feitas em grades (e não inteiriças) para permitir a convecção do ar dentro da geladeira.

O refrigerador de ar deve ser colocado  na parte superior, para que, devido à sua maior densidade, o ar "frio" desça, provocando a circulação de ar.

• Irradiação: ocorre pela emissão de ondas chamadas  de ondas de infravermelho, representam uma forma das ondas eletromagnéticas, emitidas por corpos radiantes, como o Sol, . Nesse processo não existe a necessidade de um meio material para a propagação.

Obs.:

Um corpo bom absorvente de calor é um mau refletor. 
Um corpo bom refletor de calor é um mau absorvente.

Corpos negros são bons absorventes e corpos claros são bons refletores de calor.

O calor sensível é o calor cedido ou recebido por um corpo, cuja temperatura está variando, dentro de um mesmo estado físico. Relaciona-se com a quantidade da massa da substância, o calor específico do material e a variação de temperatura.

              

Capacidade térmica : expressa como o corpo troca calor com o meio externo, é o quociente entre a quantidade de calor cedida ou recebida por um corpo e a variação de temperatura, ou seja:

                       ou     C = m . c

Exercícios:

1. (UFRGS) A cada uma das situações descritas (coluna da direita), associe o principal processo de transferência de energia (coluna da esquerda) envolvido:

1. radiação 
2. convecção 
3. condução

( ) dentro do metal de uma panela que está no fogo. 
( ) na propagação da luz de uma lâmpada incandescente

A relação numérica, de cima para baixo, da coluna da direita que estabelece a seqüência de associações corretas é: 
(A) 1  -  2 
(B) 1  -  3 
(C) 2  -  1 
(D) 2  -  3 
(E) 3  -  1 

2. (PUCRS) No inverno usamos roupas de lã baseados no fato de a lã... 
(A) ser uma fonte de calor. 
(B) ser um bom condutor de calor. 
(C) ser um bom absorvente de calor. 
(D) impedir que o calor do corpo se propague para o meio exterior. 
(E) impedir que o frio penetre através dela até nosso corpo.

3.(PUCRS) Dois copos, com a mesma quantidade de água, um aluminizado A e outro negro N, ficam expostos ao Sol durante uma hora. Sendo inicialmente as temperaturas iguais, é mais provável que ocorra o seguinte: 
(A) ao final de uma hora, não se pode dizer qual temperatura é maior. 
(B) as temperaturas são sempre iguais em qualquer instantes. 
(C) após uma hora a temperatura N é maior que a de A. 
(D) de início, a temperatura de A decresce (devido a reflexão) e a de N aumenta. 
(E) as temperaturas de N e de A decrescem (devido à evaporação) e depois crescem. 

4. (PUCRS) A irradiação é o único processo de transmissão de calor: 
(A) nos sólidos. 
(B) no vácuo. 
(C) nos fluidos em geral. 
(D) nos gases 
(E) nos líquidos. 

5.Um corpo de 300g recebeu 6000 calorias, e sua temperatura variou em 100°C, sem mudança de estado físico. Determine:

a) sua capacidade térmica:

b)o calor específico da substância que constitui o corpo: