lista de exercicio calorimetria 2° ano

lista de exercicio calorimetria 2° ano

Propagação do calor

Para o calor ser transmitido temos os seguintes processos:

- Condução: A condução é um processo de transmissão de calor que ocorre, por exemplo, através de uma barra metálica.

Neste processo, os átomos do metal que estão em contato coma fonte térmica recebem calor desta fonte e aumentam sua agitação térmica. Devido a isto, colidem com os átomos vizinhos, transmitindo-lhes agitação térmica. Assim, de partícula para partícula,a energia térmica flui ao longo da barra,aquecendo-a por inteiro.

Portanto condução é o processo de transmissão de calor de partícula para partícula.

Obs. As partículas apenas aumentam a vibração. Elas não se deslocam.

- Convecção: A convecção é uma forma de transmissão de calor que ocorrem fluidos,ou seja,em líquidos ou gases, porém, juntamente com transporte de matéria. Por exemplo, o ar quente é menos denso que o ar frio, portanto ele tende a subir devido a pressão.

Ex.: Congelador na parte de cima da geladeira.

Obs. Recipientes adiabáticos são aqueles que não deixam o calor se propagar. Ex.: garrafa térmica, isopor, etc.

- Radiação ou Irradiação: É uma forma de transmissão de calor através de ondas eletromagnéticas.Dois corpos em temperatura diferentes tendem ao equilíbrio térmico, mesmo que entre eles não haja nenhum meio material. Ex.: Sol esquentando a Terra (existe vácuo entre eles).

CALORIMETRIA

CALOR

Calor é a energia térmica em trânsito, que se transfere do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura. Nessa transferência pode ocorrer apenas uma mudança de temperatura (calor sensível) ou uma mudança de estado físico (calor latente).

UNIDADE DE MEDIDA DO CALOR

A substância utilizada como padrão para definir a unidade de quantidade de calor, a caloria (cal), foi a água. Uma caloria é a quantidade de calor necessária para que 1 grama de água pura, sob pressão normal, sofra a elevação de temperatura de 1oC. Como calor é energia, experimentalmente Joule estabeleceu o equivalente mecânico do calor:

1 cal ≅ 4,186 J 1Kcal = 1000 calorias

Quando uma transformação ocorre sem troca de calor, dizemos que ela é adiabática.

CAPACIDADE TÉRMICA E CALOR ESPECÍFICO

Suponhamos que ao fornecer certa quantidade de calor Q a um corpo de massa m, sua temperatura varie Δt.

Definimos Capacidade Térmica C de um corpo como sendo a quantidade de calor necessária por unidade de variação da temperatura do corpo:

Unidades Usuais:

Q............caloria (cal);

Δt............Celsius (oC);

C...........cal/oC.

A capacidade térmica é uma característica do corpo e não da substância. Portanto, diferentes blocos de alumínio têm diferentes capacidades térmicas, apesar de serem da mesma substância.

Quando consideramos a capacidade térmica da unidade de massa temos o calor específico c da substância considerada.

Unidades Usuais:

C............ cal/oC;

m............grama (g);

c............ cal/g.oC.

Calor específico é uma característica da substância e não do corpo. Portanto cada substância possui o seu calor específico.

Confira a tabela de alguns valores de calor específico.

Substância

Calor Específico (cal/g.oC)

água

1,000

álcool

0,580

alumínio

0,219

chumbo

0,031

cobre

0,093

ferro

0,110

gelo

0,550

mercúrio

0,033

OBS: O calor específico possui uma certa variação com a temperatura. A tabela mostra um valor médio.

6.4 – EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA

Combinando os conceitos de calor específico e Capacidade Térmica temos equação fundamental da Calorimetria:

Unidades Usuais:

Q.................. cal;

m............grama (g);

c............ cal/g.oC;

Δt............Celsius (oC).

Consideremos um corpo de massa m à temperatura inicial ti. Fornecendo-se uma quantidade de calor Q a esse corpo, suponha que sua temperatura aumente até tf. vA experiência mostra que a quantidade de calor Q é proporcional à massa e à variação de temperatura (tf - ti); logo:

Q = mc (tf - ti) ou Q = mct

Em que:

c é chamado calor específico da substância

t = tf - ti é a variação de temperatura.

Obs.

1a.) Se tf > ti o corpo recebe calor, isto é, Q > 0.

Se tf < ti o corpo cede calor, isto é, Q < 0.

2a.) O produto mc é a capacidade térmica do corpo; logo: C = mc

Lista de Exercício Física N1 Prof° Ilmar

1)  Assinale a opção INCORRETA:

a) A transferência de calor por condução só ocorre nos sólidos.

b) A energia gerada no Sol alcança a Terra por radiação.

c) Na transferência de calor por convecção, ocorre transporte de matéria.

d) A transferência de calor por convecção ocorre nos gases e líquidos.

e) Uma barra de alumínio conduz melhor o calor do que uma barra de madeira.

2) (UFRN) Suponha um recipiente com capacidade de 1,0 litro cheio com um líquido que tem o coeficiente de dilatação volumétrica duas vezes maior que o coeficiente do material do recipiente. Qual a quantidade de líquido que transbordará quando o conjunto sofrer uma variação de temperatura de 30°C ?

Dado: Coeficiente de Dilatação Volumétrica do líquido = 2 x 10–5 °C–1 (1L = 1000cm3)

(a) 0,01 cm3; (b) 0,09 cm3 ; (c) 0,30 cm3 ; (d) 0,60 cm3; (e) 1,00 cm3.

3) Usando um agasalho de lã, as pessoas sentem-se aquecidas. Isso acontece porque:

a) a lã fornece calor ao corpo.

b) a lã reduz a transferência de calor do corpo para o meio exterior.

c) a lã é boa condutora de calor.

d) a lã impede a transpiração

4) (UFAC)Qual deverá ser a temperatura de certa quantidade de um gás ideal, inicialmente a 200 K, para que tanto o volume quanto a pressão se dupliquem?a) 1200 K                  b) 2400 K                 c) 400 K                   d) 800 K               e) n.d.a.

5) Sob pressão de 5 atm e à temperatura de 0o C, um gás ocupa volume de 45 litros. Determine sob que pressão o gás ocupará o volume de 30 litros, se for mantida constante a temperatura.

6) Uma certa massa de gás hélio ocupa, a 27o C, o volume de 2 m3 sob pressão de 3 atm. Se reduzirmos o volume à metade e triplicarmos a pressão, qual será a nova temperatura do gás?

7) 1) O uso de chaminés para escape de gases quentes provenientes de combustão é uma aplicação do processo térmico de:

(a) radiação; (b) condução; (c) absorção; (d) convecção; (e) dilatação.

8) A transmissão de energia térmica de um ponto para outro, graças ao deslocamento do próprio material aquecido, é um fenômeno de:

(a) irradiação; (b) radiação; (c) convecção; (d) emissão; (e) condução.

9) (ITA-SP) Uma garrafa térmica impede trocas de calor, devido às paredes espelhadas, por:

(a) reflexão; (b) irradiação; (c) convecção; (d) difusão; (e) n.d.a.

10) (ITA-SP) Uma garrafa térmica, devido ao vácuo entre as paredes duplas, impede a troca de calor por:

(a) reflexão; (b) irradiação; (c) condução e convecção; (d) difusão; (e) n.d.a.

11) 10 litros de um gás perfeito encontram-se sob pressão de 6 atm e à temperatura de 50ºC. Ao sofrer uma expansão isotérmica, seu novo volume passa a 15 litros. Calcule a nova pressão.

12) Ao anoitecer, a temperatura ambiente baixou bastante. Cristiana começou a sentir frio e colocou seu agasalho. Por que ela fez isso? É correto afirmar que os .agasalhos nos aquecem.?

13) (Efoa-MG) Na figura está representada uma lâmina bimetálica. O coeficiente de dilatação do metal da parte superior (1) é o dobro do coeficiente do metal da parte inferior (2). Á temperatura ambiente, a lâmina é horizontal. Se a temperatura for aumentada 150 ºC, a lâmina:

a) continuará horizontal b) curvará para baixo c) curvará para cima

d) curvará para a direita e) curvará para a esquerda

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