TERMODINÂMICA -2ª - 2° - BIMESTRE

CALOR ESPECÍFICO

O calor específico é definido como a quantidade de calor necessária para variar em 1 °C a temperatura de 1 grama de massa. A água é usada como um padrão para a realização das medidas. Surge daí a caloria (1 cal), que é a quantidade de energia necessária para variar 1 °C a temperatura de 1 grama de água líquida.

CAPACIDADE TÉRMICA.

O calor específico de uma substância nos informa quantas calorias de energia necessitamos para elevar de 1°C a temperatura de 1 grama dessa substância. Portanto, para quantificar a energia térmica consumida ao se aquecer ou resfriar um objeto, além do seu calor específico temos que levar em conta a sua massa.

O produto do calor específico de uma substância pela sua massa (m*c) é conhecido como a sua capacidade térmica (C).



A relação entre o calor específico de um objeto de massa m e a quantidade de calor necessária para elevar sua temperatura de ∆T °C , é:




Quando misturamos objetos a diferentes temperaturas eles trocam calor entre sí até que suas temperaturas se igualem, isto é, eles atingem o equilíbrio térmico.

Se não houver perdas para o exterior (ou se ela for desprezível) consideramos o sistema isolado. Neste caso, a quantidade de calor cedida por um dos objetos é igual a recebida pelo outro. Matematicamente podemos expressar a relação entre a quantidade de calor como:



EXERCÍCIOS:

1- Compare as quantidades de ar e de água necessárias para provocar a mesma refrigeração num motor refrigerado a ar ou a água.

2- Uma dona de casa, quer calcular a temperatura máxima de um forno que não possui medidor de temperatura. Como ela só dispõe de um termômetro clínico que mede até 41°C, usa um "truque".
" - Coloca uma forma de alumínio de 400 gramas no forno ligado no máximo, por bastante tempo.
- Mergulha a forma quente em um balde com 4 litros de água à 25°C.
- Mede a temperatura da água e da forma, depois do equilíbrio térmico, encontrando um valor de 30°C."
Calcule a temperatura do forno avaliada pela dona de casa.
Utilize a tabela de calor específico (pg. 113 do livro). Questione a eficiência desse truque.

3- Se você colocar no fogão duas panelas de mesma massa, uma de cobre e outra de alumínio, após alguns minutos, qual delas estará com maior temperatura? Justifique sua resposta.

4. Um bloco de alumínio,cuja massa é m=200 g, absorve calor e sua temperatura se eleva de 20 °C para 140 °C. Qual a quantidade de calor absorvida pelo bloco?


5. A temperatura do corpo humano é de cerca de 36,5 °C. Uma pessoa toma 1l de água a 10 °C. Qual a energia absorvida pela água?
a) 10 000 cal b) 36 500 cal c) 23 250 cal d) 26 500 cal e) 46 500 cal

6. Um recipiente de vidro de 500 g com calor específico de 0,20 cal/g•°C contém 500 g de água cujo calor específico é 1,0 cal/g•°C. O sistema encontra-se isolado e em equilíbrio térmico. Quando recebe uma certa quantidade de calor, o sistema tem sua temperatura elevada. Determine:

a) a razão entre a quantidade de calor absorvida pela água e a recebida pelo vidro;

b) a quantidade de calor absorvida pelo sistema para uma elevação de 1,0 °C em sua temperatura.


7. Um bloco de alumínio, cuja massa é m=400 g, absorve calor e sua temperatura se eleva de 20 °C para 170 °C. Qual a quantidade de calor absorvida pelo bloco? Dado calor específico do alumínio
c= 0,212 cal/g•°C

8. Um corpo de massa 250 g, ao receber 2400 cal, varia sua temperatura de 20 °C para 60 °C, sem variar seu estado de agregação. O calor especifico da substância que constitui esse corpo, nesse intervalo de temperatura, é:

9. 2,1 kJ de calor foram fornecidos a 0,10 kg de água, cujo calor especifico é 4,2 J/kg•K. A variação de temperatura sofrida pela água vale:
a) 0,50 K b) 2,0 K c) 5,0 K d) 10K e) 20 K

10. Em uma sala de temperatura homogênea, toca-se numa peça de metal e numa peça de madeira; nota-se que o metal parece mais frio que a madeira. Esta diferença de sensação dá-se por que:
a) O calor específico do metal é maior que o calor específico da madeira.
b) A temperatura do metal está mais baixa do que a temperatura da madeira.
c) O coeficiente de condutibilidade térmica do metal é maior que o da madeira.
d) O metal conduz o calor por condução e a madeira por radiação.
e) A madeira é menos densa que o metal.

11. A radiação é o principal processo de transferência de energia no caso:
a) Da chama no fogão para a panela.
b) Do sol para um satélite em Júpiter.
c) Do ferro de soldar para a solda.
d) Da água para um cubo de gelo flutuando nela.
e) De um mamífero para o meio ambiente.

12. Em relação à transmissão de calor, a afirmação errada é:
a) Nos sólidos o calor propaga-se principalmente por condução.
b) A energia térmica pode ser transmitida através do vácuo apenas por meio da radiação.
c) Só haverá transferência de calor de um ponto para outro quando houver diferença de temperatura entre dois pontos.
d) Na convecção não há transferência de matéria fria ou quente de um ponto a outro.
e) A sensação de quente ou frio que sentimos ao tocar um objeto está relacionada com sua condutibilidade térmica.