Conceitos de Calorimetria e Termodinâmica

Calor: é a grandeza física que mede a energia térmica que passa de um corpo para outro devido à diferença de temperatura entre eles.

Caloria: é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 g de água de 14,5 °C para 15,5 °C.

Calor sensível: é quando ocorre apenas a mudança de temperatura. Ex: aquecimento de um metal. Calor latente: ocorre a mudança de estado físico e não da temperatura. Ex: derretimento do gelo.

Calor específico: substâncias diferentes necessitam de quantidades de calor para aumentar 1 °C. Ex: Ferro (Fe) = 0,11 cal/g·°C. Significa que para aumentar 1 °C a temperatura de 1 grama de ferro, são necessários 0,11 cal.

Chiquerinho (Tabela de Dados): Substância | m | c | Δt | t₀. Equação de equilíbrio: Q₁ + Q₂ = 0.

Estados físicos: Sólido, líquido e gasoso.

• Fusão: sólido para líquido;
• Vaporização: líquido para gasoso;
• Condensação: gasoso para líquido;
• Solidificação: líquido para sólido;
• Sublimação: gasoso para sólido e sólido para gasoso.

Vaporização:

• Evaporação: a passagem para o estado de vapor ocorre de modo lento e apenas na superfície do líquido. Ex: Roupa secando no varal.
• Ebulição: a passagem para o vapor ocorre de forma turbulenta. Ex: água fervendo na chaleira.
• Calefação: a passagem para vapor ocorre a uma temperatura maior que o ponto de ebulição. Ex: derramar água numa chapa a 200 °C.

Quantidade de calor:

1. Gelo para 0 °C: Q = mcΔt.
2. Gelo de 0 °C para H₂O a 0 °C: Q = mL.
3. Água de 0 °C para 100 °C: Q = mcΔt.
4. Água para vapor a 100 °C: Q = mL.
5. Vapor a 100 °C para 150 °C: Q = mcΔt.
6. Somar tudo.

— A areia tem um calor específico menor que o da água; assim, perde ou recebe calor rapidamente.

— Em pontos mais altos, a pressão é menor; a água ferverá mais rápido, mas não terá uma alta temperatura, que é o que cozinha o alimento.

— Transmissão de calor: Φ = Q/Δt | Φ = k · A · (T₁ - T₂) / e. Calorimetria: Q = mcΔt | Q = mL | C = mc. Gases: P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ | PV = nRT | n = m/M.

— Panela que esquente rápida e uniformemente: baixo calor específico e alta condutividade térmica.

— Freezer fica em cima porque na geladeira ocorre a convecção: o ar frio desce e o ar quente sobe. Então, o refrigerador fica em cima para o ar frio descer.

— Para ocorrer trabalho, deve ser aplicada uma força e esta deve gerar deslocamento.

— Condução: a energia passa de átomo para átomo sem deslocá-los. Convecção: o calor se transmite através de movimentos verticais, onde as camadas frias descem e as quentes sobem. Ocorre nos líquidos e gases. Irradiação: o calor passa através de ondas eletromagnéticas; não é preciso um meio material para ocorrer a passagem do calor. Ex: calor do Sol para a Terra.

— Micro-ondas: é um forno que transforma corrente elétrica em ondas eletromagnéticas. As micro-ondas são repelidas apenas por metais. Elas penetram no alimento, ativando as moléculas de água dos alimentos; assim, elas vibram mais, liberando calor e cozinhando o alimento.