Física para o Enem: O que saber sobre Calorimetria?

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Você sabia que Calorimetria é um dos tópicos da Física que mais caem no Enem? Listamos o que é de mais importante para a prova, dá uma olhada:

Calor:

Quando colocamos dois corpos em contato, com temperaturas diferentes, iremos observar que a temperatura do corpo mais quente diminui, enquanto a do corpo mais frio aumenta, até o momento em que os dois corpos irão apresentar temperaturas iguais. Este fenômeno ocorre devido a passagem de energia térmica do corpo mais quente para o corpo mais frio, é dessa transferência de energia que se gera o “calor” como conhecemos.

Quantidade de Calor (ΔQ):

A quantidade de calor, representada pela letra Q, é a grandeza usada para medir a energia térmica trocada em sistemas que possuem temperaturas distintas. Para este fluxo de energia é importante saber que:

Q > 0 – corpo ganha calor

Q < 0 – corpo cede calor

Caloria:

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A caloria é a unidade usual de quantidade de calor. Uma caloria é o equivalente a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de um grama de água pura, sob as condições normais de temperatura e pressão (CNTP).  A sua unidade oficial (SI) é joule, sendo que 1 cal equivale a 4,186 J.

Calor específico (c):

O calor específico de um corpo ou substância mede numericamente a quantidade de calor perdida ou recebida por uma grama da substância ao receber a variação de 1°C de temperatura, sendo expressa em cal/ g°C. Também pode ser conhecido como capacidade térmica massiva.

Capacidade térmica (C):

É a quantidade de energia térmica necessária para um corpo variar toda a sua temperatura em 1°C. Sua unidade usual é cal/°C, veja a fórmula:

Calor sensível (Q):

O calor sensível é a quantidade de calor que tem influência apenas na alteração da temperatura de um corpo. Ou seja, é o calor (Q) propriamente dito. Este fenômeno deu origem a lei física da Equação Fundamental da Calorimetria, que prova que a quantidade de calor sensível (Q) é igual ao produto da variação de temperatura (Δθ), calor específico (c) e da massa de um determinado corpo (m). Portanto:

Onde:

Q = quantidade de calor sensível (cal ou J).

c = calor específico da substância que constitui o corpo (cal/g°C ou J/kg°C).

m = massa do corpo (g ou kg).

Δθ = variação de temperatura (°C).

Calor latente: 

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O calor latente, diferente do calor sensível, diz respeito a quantidade de calor necessária para haver mudança de estado físico destes corpos, não necessariamente ocorrendo mudança de temperatura. A quantidade de calor latente é calculada pelo produto da massa de um corpo (m) e uma constante de proporcionalidade (L), sendo assim:

Calorímetro:

O calorímetro é um instrumento sistemático, isolado termicamente do meio ambiente, e que permite a realização de estudos sobre a quantidade de calor trocada entre dois corpos isolados e com temperaturas distintas.

Princípio da Conservação de Energia:

 O famoso Princípio da Conservação de Energia irá dizer que a quantidade de calor cedida por um corpo somada a quantidade de calor que o outro corpo recebeu tem resultado nulo.

ΔQrec + ΔQced = 0  ou  ΔQrec = – ΔQced

Veja agora um exercício sobre calorimetria do Enem 2013:

(Enem 2013) Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70 °C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30 °C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25 °C.

Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal?

a) 0,111.

b) 0,125.

c) 0,357.

d) 0,428.

e) 0,833.

Gabarito: B

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