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UERJ 2010 – Física específica

Oi, galera!

E aí, como foram na UFF? E na UNICAMP?

Bem,  entrando no clima de segunda fase fica aí para vocês esse vídeo em que o professor Marco Fisbhen descomplica a questão 3 da prova específica da uerj, sobre calorimetria! :D

Marco Fisbhen

Semana Calorimetria no Twitter

Oi, pessoal!

Essa semana demos dicas no nosso Twitter sobre Calorimetria! Foram 25 dicas legais sobre o assunto e ainda lançamos uma questão para vermos se todo mundo aprendeu. A resposta está no final do post! :) Vamos lá?

- Calor é a energia que é transferida de um sistema a outro exclusivamente em virtude da diferença de temperaturas entre eles.

- A quantidade de calor recebida/cedida é representada pela letra Q. Quantidade de calor é positiva quando o corpo recebe calor e negativa quando o corpo cede calor.

- 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.

- A capacidade de um corpo de mudar sua temperatura ao receber ou liberar calor é chamada Capacidade Térmica.

- A Capacidade Térmica pode ser dada através da razão entre a quantidade de calor pela variação de temperatura.

- Calor específico é a capacidade de uma sustância mudar sua temperatura ao receber ou liberar calor, de acordo com o valor da massa.

- O calor específico é dado pela razão entre capacidade térmica e massa.

- É preciso prestar atenção com as unidades! A Capacidade Térmica é medida em J/K e o calor específico em cal/g0C ou J/KgK.

- As unidades de Q, Temperatura e massa são, respectivamente, Joule ou Cal, Kelvin ou Celsius e Kilo ou grama.

- Quantidade de calor pode ser classificada de duas maneiras : Latente ou Sensível.

- A Quantidade de Calor sensível é aquela em que no corpo ocorre variação de temperatura. Aumento se Q>0 e diminuição se Q<0.

- O Q latente acontece quando o corpo sofre mudança de fase. A fase pode ser : sólida, gasosa ou liquída.

- Podemos observar a mudança de fase no dia a dia, por exemplo o gelo que virá água, esta mudança é chamada fusão.

- A água que sai líquida e quente do chuveiro e se transforma em vapor. Esta mudança é a vaporização.

- O nitrogênio precisa estar a 77K para ficar no estado líquido. Para fazer isso retiramos calor do mesmo.

- Para calcular o Q sensível podemos fazer o produto entre massa, calor especifico e variação de temperatura.

- O calculo do Q latente é dado pelo produto entre massa e L (chamado de calor latente).

- Para cada tipo de mudança de fase o calor latente recebe um valor diferente.

- Para converter Calorias em Joule basta multiplicar a quantidade de Calorias por 4,18 e teremos Joule!

- Em questões de calorimetria é sempre importante fazer os gráficos, para saber quem está recebendo e quem está cedendo calor.

- Que tal fazer uma questão sobre calorimetria ? Nos próximos tweets estarão os dados a serem usados na questão.

- Calor latente de fusão = 80 cal/g ; Calor latente de Vaporização = 540cal/g; calor especifico do gelo = 0,5 cal/g0C e da água = 1cal/g0C.

- Questão: Qual a quantidade de calor a ser cedida a 100g de gelo à -10 0C para virar vapor à 100 0C ? Anotaram tudo ?

RESPOSTA!

Percebemos que há 4 quantidades de calor a serem medidas : Q1 = quantidade de calor sensível necessária para que 100g de gelo à -10 0C virem 100g de gelo à 0 0C. Q2 = quantidade de calor latente necessária para que 100g de gelo à 0 0C virem 100g de água à 0 0C. Q3 = quantidade de calor sensível necessária para que 100g de água à 0 0C virem 100g de água à 100 0C. Q4 = quantidade de calor latente necessária para que 100g de água à 100 0C virem 100g de vapor à 100 0C.

Vamos ao cálculo :

Qs = mc(delta)T Ql = mL

Q1 = 100*0,5*10 = 500cal Q2 = 100*80 = 8000cal Q3 = 100*1*100 = 10000cal Q4 = 100*540 = 54000cal

Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 500+8000 + 10000+ 54000 = 72.500 cal!

É isso, pessoal! Até a próxima! =)

Calorimetria (Parte 2)

Bom dia, galera, hoje daremos continuidade ao post anterior, onde falamos do calor sensível que é um calor que depende estritamente de uma variação de temperatura de um corpo.

Relembrando chegamos a conclusão que ΔQ= m.c.Δt

Continuando aquela estória do gelo tirado do lago congelado, bom ele estava sendo aquecido por causa da diferença de temperatura entre ele e o ambiente (interior da casa) isso porque ele quer entrar em equilíbrio térmico com o ambiente. Bom, então quando o gelo chegar na temperatura de zero graus Celsius o que ocorrerá? Ele estará com  uma temperatura crítica onde o seu estado físico será mudado, de sólido passará a líquido, agora lhe pergunto. Esse processo ocorre instantaneamente? O gelo em um milionésimo de segundo vira água? A resposta é não! Esse processo demora alguns minutos dependendo de cada caso até horas ou segundos, o fato é que não é instantâneo.

(…)

O meio ambiente esta cedendo calor pro gelo (água no estado sólido) para que o mesmo derreta?

(…)

Sim.

(…)

Olhe que curioso, enquanto todo o gelo ainda não estiver derretido, toda aquela água ao seu redor estará em equilíbrio térmico com a água que ainda não derreteu (gelo) ou seja a zero graus Celsius, então o corpo esta RECEBENDO calor do ambiente e sua temperatura não está mudando no tempo! Como irei usar a fórmula ΔQ= m.c.Δt , se o Δt  é zero? Significaria que o corpo não teria variação de calor, o que é mentira! Então para esses casos, quando o corpo está mudando de ESTADO FÍSICO, usaremos o conceito de calor latente que é a grandeza física relacionada à quantidade de calor que uma unidade de massa de determinada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, passe do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e vice versa. Durante a mudança de fase a temperatura da substância não varia, mas seu estado de agregação (força de coesão entre suas moléculas) se modifica. O calor latente pode assumir tanto valores positivos quanto negativos. Se for positivo quer dizer que a substância está recebendo calor, se negativo ela está cedendo calor.

Então a nossa nova variação de calor se dará pela fórmula ΔQ= m.L onde L é o calor latente da substancia, este valor é tabelado, mas é importante que saibamos o da água que é:

  • Lf – para calor latente de fusão = 80 cal/g
  • Lv – para calor latente de vaporização = 540 cal/g
  • Ls – para calor latente de solidificação = – 80 cal/g
  • Lc – para calor latente de condensação = -540 cal/g

Então é isso, no próximo post faremos alguns exercícios envolvendo os conceitos de calor sensível, e depois o de calor latente.

Até lá

Abraços!

Calorimetria – mais um exercício resolvido

Segue mais um exercício resolvido em vídeo. O tema é calorimetria.

A idéia aqui, como no post anterior sobre calorimetria, é consolidar os conceitos de curvas de aquecimentocalor latentecalor sensível.

É sempre legal lembrar também que pra quem é do Rio de Janeiro, calorimetria é tópico essencial na UERJ!

Por último, para ver mais exercícios resolvidos em vídeo, indico o descomplica!

Vai lá dar uma olhada e bom estudo!

Calorimetria – exercício resolvido

Seguindo o tema do último post, aqui vai um exercício resolvido de calorimetria.

O nível é básico, pra consolidar os conceitos de curvas de aquecimento, calor latente e calor sensível.

Pra quem é do Rio, serve como revisão pra UERJ!

Se você quiser ver mais exercícios como este, vale dar uma boa olhada no descomplica, site com conteúdo em áudio e vídeo de todas as matérias!

Bom estudo!

Tipos de Calor – Calorimetria

A meta aqui é conseguir identificar os tipos de calor e aplicar as equações. Presta atenção!  

É importante saber que existem dois “tipos” de calor:

  1. Calor Sensível e
  2. Calor Latente

No final das contas o que você precisa lembrar é que Calor sensível tem a ver com mudanças na temperatura dos corpos e calor latente com mudanças de fase (ou estado físico).

Simplificando, temos:

calorsensivellatente

Mas a vida não é tão simples, e quando você fizer uma prova, é muito provável que você tenha que calcular a quantidade de calor trocado.

E aí temos umas equações. Oba! =) 

Vamos começar com o calor sensível:

Precisamos basicamente de três informações pra saber a quantidade de calor que o corpo trocou:

a) Massa do corpo

b) Substância de que é feito o corpo

c) Variação de temperatura

Assim, ficamos com a seguinte formulinha pro calor sensível:

qmcdt

A idéia é simples: a quantidade de calor que devemos dar (ou retirar) de um corpo para alterar sua temperatura depende da massa do corpo, da susbtância de que é feito o corpo e da variação de temperatura que queremos gerar.

Vamos agora ao calor latente:

A primeira coisa que você precisa entender é que enquanto o corpo (substância pura) muda de fase, a sua temperatura permanece constante!

Exemplo: enquanto o gelo a 0°C vai derretendo, ele permanece com a temperatura constante, até virar água a… 0°C. Entendeu? Enquanto a fase muda, a temperatura não muda. 

Assim, para a equação do calor latente precisamos apenas da massa do corpo e da sua substância. Derreter gelo é diferente de derreter ouro, certo? 

Ficamos com a seguinte fórmula para o calor Latente:

qml

A quantidade de calor que devemos dar (ou retirar) de um corpo para alterar sua fase depende da massa do corpo e da susbtância de que é feito o corpo. 

Pela última vez, se o corpo (substância pura) muda de fase, não há variação de temperatura, hein?

Um abraço e bom estudo!!!


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