Calorimetria Flashcards
(98 cards)
1
Q
A
2
Q
O que é um diagrama de fases?
A
Um gráfico de pressão versus temperatura que representa todas as condições de equilíbrio das fases termodinamicamente estáveis de uma substância.
O diagrama é limitado entre -273 °C e zero atm de pressão.
3
Q
Quais são as fases representadas em um diagrama de fases?
A
As fases são:
* Sólido
* Líquido
* Vapor
* Gás
Essas fases representam diferentes estados de uma mesma substância sob variações de temperatura e pressão.
4
Q
O que indica o limite de temperatura crítica em um diagrama de fases?
A
O limite de temperatura crítica separa o vapor do gás.
Acima da temperatura crítica, a substância não pode ser liquefeita apenas pela pressão.
5
Q
O que acontece com algumas substâncias durante a solidificação?
A
Algumas substâncias aumentam de volume durante a solidificação, sendo classificadas como anômalas.
Para estas substâncias, um aumento de pressão resulta em uma diminuição na temperatura de fusão.
6
Q
Qual é o efeito do aumento de pressão na temperatura de fusão de substâncias anômalas?
A
Um aumento de pressão acarreta uma diminuição na temperatura de fusão.
Isso é uma exceção ao comportamento típico da maioria das substâncias.
7
Q
Qual é a relação entre fusão e solidificação no diagrama de fases?
A
A fusão é a transição de sólido para líquido, enquanto a solidificação é a transição de líquido para sólido.
Essas transições ocorrem em temperaturas e pressões específicas.
8
Q
Quais são os processos de mudança de fase representados no diagrama de fases?
A
Os processos são:
* Fusão
* Solidificação
* Vaporização
* Condensação
* Sublimação
* Deposição
Esses processos descrevem como as substâncias mudam de uma fase para outra.
9
Q
O que é calorimetria?
A
Calorimetria é a parte da Física que estuda as trocas de calor entre corpos e os efeitos térmicos provocados por essas trocas, como variações de temperatura e mudanças de estado físico.
10
Q
Qual é a diferença entre calor e temperatura?
A
Temperatura mede o grau de agitação das partículas (estado térmico), enquanto calor é energia térmica em trânsito de um corpo mais quente para outro mais frio.
11
Q
O que é energia térmica?
A
É a energia interna associada ao movimento das partículas de um corpo. Depende da massa, temperatura e natureza da substância.
12
Q
O que é calor sensível?
A
É o calor trocado por um corpo que provoca apenas variação de temperatura, sem mudança de estado físico.
13
Q
Qual é a fórmula do calor sensível?
A
Q = m·c·Δθ
(Q = quantidade de calor, m = massa, c = calor específico, Δθ = variação de temperatura)
14
Q
O que é calor específico (c)?
A
É a quantidade de calor necessária para variar em 1°C (ou 1K) a temperatura de 1g (ou 1kg) de uma substância. Depende da natureza do material.
15
Q
Qual é a unidade do calor específico no SI?
A
J/kg·°C ou J/kg·K
16
Q
Qual o calor específico da água no SI?
A
c = 4.186 J/g·°C ou 4186 J/kg·°C
17
Q
O que é calor latente?
A
É o calor trocado por um corpo durante uma mudança de estado físico, sem variação de temperatura.
18
Q
Qual é a fórmula do calor latente?
A
Q = m·L
(Q = calor trocado, m = massa, L = calor latente da substância)
19
Q
O que é calor latente de fusão?
A
É o calor necessário para transformar 1g (ou 1kg) de sólido em líquido à temperatura de fusão, sem alterar a temperatura.
20
Q
O que é calor latente de vaporização?
A
É o calor necessário para transformar 1g (ou 1kg) de líquido em vapor à temperatura de ebulição, sem variar a temperatura.
21
Q
Qual é o valor do calor latente de fusão da água?
A
Lf = 80 cal/g ou 3.34 x 10⁵ J/kg
22
Q
Qual é o valor do calor latente de vaporização da água?
A
Lv = 540 cal/g ou 2.26 x 10⁶ J/kg
23
Q
Quais são as fases endotérmicas (absorvem calor)?
A
- Fusão
- Vaporização
- Sublimação
24
Q
Quais são as fases exotérmicas (liberam calor)?
A
- Solidificação
- Condensação
- Sublimação reversa
25
O que é equilíbrio térmico?
É o estado em que dois ou mais corpos trocam calor até atingirem a mesma temperatura, cessando a troca de calor.
26
Como é a equação das trocas de calor?
Qperdido + Qganho = 0
## Footnote
(O calor perdido por um corpo é igual ao calor ganho por outro, sem perdas para o ambiente.)
27
Quais são os modos de propagação de calor?
* Condução
* Convecção
* Radiação
28
O que é condução térmica?
Transferência de calor por contato direto, típica em sólidos.
29
O que é convecção térmica?
Transferência de calor por movimento de massa, típica em líquidos e gases.
30
O que é radiação térmica?
Transferência de calor por ondas eletromagnéticas, mesmo no vácuo (ex: radiação solar).
31
O que é um calorímetro?
É um recipiente usado em experimentos para medir a quantidade de calor trocado entre corpos. Idealmente, é isolado termicamente.
32
O que é capacidade térmica (C)?
É a quantidade de calor necessária para variar a temperatura de um corpo em 1°C, independente da massa. Fórmula: C = Q/Δθ
33
Qual a relação entre capacidade térmica e calor específico?
C = m·c (massa vezes calor específico)
34
O que é um reservatório térmico?
É um corpo que pode ceder ou receber calor sem sofrer variação de temperatura significativa (idealmente infinita capacidade térmica).
35
Qual a diferença entre calorímetro ideal e real?
O ideal não troca calor com o meio externo. O real troca pequenas quantidades, causando pequenos erros.
36
Associe: a) Q = m·c·Δθ b) Q = m·L c) Qperdido + Qganho = 0
a) Calor sensível
b) Calor latente
c) Troca de calor entre corpos
37
Verdadeiro ou Falso: Durante a ebulição da água a 100°C, sua temperatura continua subindo.
Falso. A temperatura se mantém constante durante a mudança de fase.
38
Verdadeiro ou Falso: Calor é uma forma de energia.
Verdadeiro.
39
O que é capacidade térmica e como ela difere do calor específico?
* Capacidade térmica (C): quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um corpo em 1 °C.
* Calor específico (c): quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 g (ou 1 kg) de uma substância em 1 °C.
* Diferença: Capacidade térmica → propriedade do corpo como um todo; Calor específico → propriedade da substância.
40
Explique com exemplo por que a água do mar demora mais para esquentar do que a areia da praia.
* A água possui um alto calor específico (~1 cal/g°C), o que significa que ela absorve muito calor antes de aumentar significativamente sua temperatura.
* A areia tem baixo calor específico, aquecendo mais rapidamente com menos calor.
41
O que acontece quando colocamos uma colher de metal quente em um copo com água?
* Ocorre troca de calor até o equilíbrio térmico.
* O calor flui da colher (maior temperatura) para a água (menor temperatura).
42
Como o princípio do equilíbrio térmico pode ser usado para medir o calor específico de um material?
* Usa-se um calorímetro com água de calor específico conhecido.
* Coloca-se o corpo quente (material desconhecido) no interior.
* Mede-se a variação de temperatura da água e do corpo.
43
O que é calor sensível e qual sua diferença em relação ao calor latente?
* Calor sensível: provoca mudança de temperatura, mas não altera o estado físico.
* Calor latente: provoca mudança de estado físico, mas não altera a temperatura.
44
Por que ao cozinhar com panela de pressão os alimentos cozinham mais rápido?
* A panela de pressão aumenta a pressão interna, elevando o ponto de ebulição da água para cerca de 120 °C.
* A água mais quente transfere mais calor ao alimento, acelerando o cozimento.
45
Por que suamos mais em dias quentes e como isso está relacionado com calor latente?
* O suor utiliza o calor do corpo para evaporar (mudança de estado: líquido → gasoso).
* Esse processo consome calor latente de vaporização, resfriando o corpo.
46
O que acontece quando colocamos gelo a 0 °C em um suco a 25 °C?
* Gelo recebe calor → fusão (calor latente).
* Água da fusão recebe mais calor → aumenta de temperatura (calor sensível).
* O suco perde calor.
47
Por que se deve evitar colocar garrafas de vidro direto no congelador?
* A água se expande ao congelar → pode romper o vidro.
* O calor retirado do líquido para congelá-lo é grande, envolvendo calor latente de solidificação.
48
Como o conceito de calor específico influencia o uso de materiais na construção civil?
* Materiais com baixo calor específico (como metais) esquentam e esfriam rapidamente → não ideais para conforto térmico.
* Materiais com alto calor específico (como concreto, tijolo, terra) ajudam a manter a temperatura estável.
49
O que é calorimetria?
Calorimetria é a parte da Física que estuda as trocas de calor entre corpos e os efeitos térmicos provocados por essas trocas, como variações de temperatura e mudanças de estado físico.
50
Qual é a diferença entre calor e temperatura?
Temperatura mede o grau de agitação das partículas (estado térmico), enquanto calor é energia térmica em trânsito de um corpo mais quente para outro mais frio.
51
O que é energia térmica?
É a energia interna associada ao movimento das partículas de um corpo. Depende da massa, temperatura e natureza da substância.
52
O que é calor sensível?
É o calor trocado por um corpo que provoca apenas variação de temperatura, sem mudança de estado físico.
53
Qual é a fórmula do calor sensível?
Q = m·c·Δθ
## Footnote
(Q = quantidade de calor, m = massa, c = calor específico, Δθ = variação de temperatura)
54
O que é calor específico (c)?
É a quantidade de calor necessária para variar em 1°C (ou 1K) a temperatura de 1g (ou 1kg) de uma substância. Depende da natureza do material.
55
Qual é a unidade do calor específico no SI?
J/kg·°C ou J/kg·K
56
Qual o calor específico da água no SI?
c = 4.186 J/g·°C ou 4186 J/kg·°C
57
O que é calor latente?
É o calor trocado por um corpo durante uma mudança de estado físico, sem variação de temperatura.
58
Qual é a fórmula do calor latente?
Q = m·L
## Footnote
(Q = calor trocado, m = massa, L = calor latente da substância)
59
O que é calor latente de fusão?
É o calor necessário para transformar 1g (ou 1kg) de sólido em líquido à temperatura de fusão, sem alterar a temperatura.
60
O que é calor latente de vaporização?
É o calor necessário para transformar 1g (ou 1kg) de líquido em vapor à temperatura de ebulição, sem variar a temperatura.
61
Qual é o valor do calor latente de fusão da água?
Lf = 80 cal/g ou 3.34 x 10⁵ J/kg
62
Qual é o valor do calor latente de vaporização da água?
Lv = 540 cal/g ou 2.26 x 10⁶ J/kg
63
Quais são as fases endotérmicas (absorvem calor)?
* Fusão
* Vaporização
* Sublimação
64
Quais são as fases exotérmicas (liberam calor)?
* Solidificação
* Condensação
* Sublimação reversa
65
O que é equilíbrio térmico?
É o estado em que dois ou mais corpos trocam calor até atingirem a mesma temperatura, cessando a troca de calor.
66
Como é a equação das trocas de calor?
Qperdido + Qganho = 0
## Footnote
(O calor perdido por um corpo é igual ao calor ganho por outro, sem perdas para o ambiente.)
67
Quais são os modos de propagação de calor?
* Condução
* Convecção
* Radiação
68
O que é condução térmica?
Transferência de calor por contato direto, típica em sólidos.
69
O que é convecção térmica?
Transferência de calor por movimento de massa, típica em líquidos e gases.
70
O que é radiação térmica?
Transferência de calor por ondas eletromagnéticas, mesmo no vácuo (ex: radiação solar).
71
O que é um calorímetro?
É um recipiente usado em experimentos para medir a quantidade de calor trocado entre corpos. Idealmente, é isolado termicamente.
72
O que é capacidade térmica (C)?
É a quantidade de calor necessária para variar a temperatura de um corpo em 1°C, independente da massa. Fórmula: C = Q/Δθ
73
Qual a relação entre capacidade térmica e calor específico?
C = m·c (massa vezes calor específico)
74
O que é um reservatório térmico?
É um corpo que pode ceder ou receber calor sem sofrer variação de temperatura significativa (idealmente infinita capacidade térmica).
75
Qual a diferença entre calorímetro ideal e real?
O ideal não troca calor com o meio externo. O real troca pequenas quantidades, causando pequenos erros.
76
Associe: a) Q = m·c·Δθ b) Q = m·L c) Qperdido + Qganho = 0
a) Calor sensível
b) Calor latente
c) Troca de calor entre corpos
77
Verdadeiro ou Falso: Durante a ebulição da água a 100°C, sua temperatura continua subindo.
Falso. A temperatura se mantém constante durante a mudança de fase.
78
Verdadeiro ou Falso: Calor é uma forma de energia.
Verdadeiro.
79
O que é capacidade térmica e como ela difere do calor específico?
* Capacidade térmica (C): quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um corpo em 1 °C.
* Calor específico (c): quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 g (ou 1 kg) de uma substância em 1 °C.
* Diferença: Capacidade térmica → propriedade do corpo como um todo; Calor específico → propriedade da substância.
80
Explique com exemplo por que a água do mar demora mais para esquentar do que a areia da praia.
* A água possui um alto calor específico (~1 cal/g°C), o que significa que ela absorve muito calor antes de aumentar significativamente sua temperatura.
* A areia tem baixo calor específico, aquecendo mais rapidamente com menos calor.
81
O que acontece quando colocamos uma colher de metal quente em um copo com água?
* Ocorre troca de calor até o equilíbrio térmico.
* O calor flui da colher (maior temperatura) para a água (menor temperatura).
82
Como o princípio do equilíbrio térmico pode ser usado para medir o calor específico de um material?
* Usa-se um calorímetro com água de calor específico conhecido.
* Coloca-se o corpo quente (material desconhecido) no interior.
* Mede-se a variação de temperatura da água e do corpo.
83
O que é calor sensível e qual sua diferença em relação ao calor latente?
* Calor sensível: provoca mudança de temperatura, mas não altera o estado físico.
* Calor latente: provoca mudança de estado físico, mas não altera a temperatura.
84
Por que ao cozinhar com panela de pressão os alimentos cozinham mais rápido?
* A panela de pressão aumenta a pressão interna, elevando o ponto de ebulição da água para cerca de 120 °C.
* A água mais quente transfere mais calor ao alimento, acelerando o cozimento.
85
Por que suamos mais em dias quentes e como isso está relacionado com calor latente?
* O suor utiliza o calor do corpo para evaporar (mudança de estado: líquido → gasoso).
* Esse processo consome calor latente de vaporização, resfriando o corpo.
86
O que acontece quando colocamos gelo a 0 °C em um suco a 25 °C?
* Gelo recebe calor → fusão (calor latente).
* Água da fusão recebe mais calor → aumenta de temperatura (calor sensível).
* O suco perde calor.
87
Por que se deve evitar colocar garrafas de vidro direto no congelador?
* A água se expande ao congelar → pode romper o vidro.
* O calor retirado do líquido para congelá-lo é grande, envolvendo calor latente de solidificação.
88
Como o conceito de calor específico influencia o uso de materiais na construção civil?
* Materiais com baixo calor específico (como metais) esquentam e esfriam rapidamente → não ideais para conforto térmico.
* Materiais com alto calor específico (como concreto, tijolo, terra) ajudam a manter a temperatura estável.
89
O que é calor latente?
Calor latente é a quantidade de energia térmica necessária para mudar o estado físico de uma substância, sem alterar sua temperatura.
## Footnote
Fórmula: Q = m · L, onde Q é o calor (J), m é a massa (kg) e L é o calor latente (J/kg). Exemplo: O derretimento do gelo no copo.
90
Qual a diferença entre calor sensível e calor latente?
Calor sensível provoca variação de temperatura sem mudança de estado. Calor latente provoca mudança de estado sem variação de temperatura.
## Footnote
Fórmulas: Calor sensível: Q = m · c · ΔT; Calor latente: Q = m · L. Exemplo: Ao aquecer gelo de -10 °C até virar vapor a 120 °C.
91
O que é calor latente de fusão e de vaporização?
Fusão (Lf): energia necessária para mudar do sólido para o líquido. Vaporização (Lv): energia para mudar do líquido para o gasoso.
## Footnote
Exemplos: Derretimento de gelo ou fervura da água. Valores importantes: Lf (água) = 3,3 · 10⁵ J/kg; Lv (água) = 2,3 · 10⁶ J/kg.
92
Um bloco de gelo de 200g a 0 °C é transformado em água líquida à mesma temperatura. Calcule a quantidade de calor envolvida. (Lf = 3,3 · 10⁵ J/kg)
Q = m · L = 0,2 · 3,3 · 10⁵ = 6,6 · 10⁴ J
## Footnote
Dados: m = 200g = 0,2 kg; Lf = 3,3 · 10⁵ J/kg.
93
O que ocorre fisicamente quando colocamos um copo de vidro quente em água fria?
O vidro sofre dilatação térmica desigual devido à troca rápida de calor entre o material e a água.
## Footnote
Isso pode quebrar o copo. Situação envolve conceitos de calor sensível, transmissão de calor e dilatação térmica.
94
Como calcular o calor total necessário para aquecer 100g de gelo a -10 °C até obter vapor a 100 °C?
Deve-se considerar cinco etapas:
* Aquecer o gelo de -10 °C até 0 °C
* Fundir o gelo em água
* Aquecer a água até 100 °C
* Vaporizar a água
## Footnote
Q_total = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄. Valores típicos: c_gelo = 2,1 · 10³ J/kg·°C; c_água = 4,18 · 10³ J/kg·°C; Lf = 3,3 · 10⁵ J/kg; Lv = 2,3 · 10⁶ J/kg.
95
Qual a função de um termofólio ou garrafa térmica no contexto da calorimetria?
Esses objetos utilizam isolamento térmico, evitando trocas de calor com o meio externo.
## Footnote
Aplicação do Princípio da Conservação de Energia: Q_perdido = Q_recebido.
96
O que significa dizer que um sistema está em equilíbrio térmico?
Significa que todos os corpos envolvidos atingiram a mesma temperatura, não havendo mais trocas de calor entre eles.
## Footnote
Esse conceito é a base da Lei Zero da Termodinâmica.
97
Como os diferentes calores específicos influenciam a velocidade de aquecimento de substâncias?
O calor específico (c) mede a capacidade de um material de armazenar calor. Substâncias com c maior demoram mais para aquecer.
## Footnote
Exemplo: A água aquece lentamente, ajudando a regular a temperatura do planeta.
98
Por que o corpo humano demora a perceber mudanças de temperatura ao entrar no mar?
Porque a água tem alto calor específico e muda de temperatura lentamente.
## Footnote
O corpo humano também tem alta capacidade térmica, retardando a sensação de frio ou calor.
