O calor transferido é a transferência de energia entre dois corpos a diferentes temperaturas. Aquele com a temperatura mais alta dá calor àquele cuja temperatura é mais baixa. Se um corpo produz ou absorve calor, sua temperatura ou estado físico pode variar dependendo da massa e das características do material de que é feito. Show
Um bom exemplo é uma xícara de café fumegante. A colher de chá de metal com a qual o açúcar é mexido é aquecida. Se deixada na xícara por tempo suficiente, o café e a colher de chá de metal acabarão correspondendo às suas temperaturas: o café esfriou e deu calor à colher de chá. Algum calor passou para o ambiente, uma vez que o sistema não está isolado.  Quando as temperaturas são equalizadas, o equilíbrio térmico foi alcançado . Se o mesmo teste fosse feito com uma colher de plástico, você certamente perceberia que não esquenta tão rápido quanto o metal, mas, eventualmente, também ficará equilibrado com o café e tudo o que está ao seu redor. Isso ocorre porque o metal conduz o calor melhor que o plástico. Por outro lado, o café certamente produz calor a uma taxa diferente do chocolate quente ou de outra bebida. Então, o calor fornecido ou absorvido por cada objeto depende de qual material ou substância é feita. O que é e fórmulasO calor sempre se refere ao fluxo ou trânsito de energia entre um objeto e outro, devido à diferença de temperatura. É por isso que falamos de calor transferido ou absorvido, uma vez que, ao adicionar ou extrair calor ou energia de alguma forma, é possível modificar a temperatura de um elemento. Normalmente Q é chamado de quantidade de calor que o objeto mais quente produz. Este valor é proporcional à massa do referido objeto. Um corpo com uma massa grande é capaz de fornecer mais calor que outro com uma massa menor. A diferença de temperatura ΔTOutro fator importante no cálculo do calor atribuído é a diferença de temperatura experimentada pelo objeto que fornece o calor. Ele é denotado como Δ T e é calculado como: ΔT = T f – T ou Finalmente, a quantidade de calor transferida também depende da natureza e das características do objeto, que são quantitativamente resumidas em uma constante chamada calor específico do material , denotado como c . Então, finalmente, a expressão para o calor transferido é a seguinte: Q produziu = – mcΔ T O rendimento é simbolizado com um sinal negativo. O calor específico e a capacidade térmica de uma substânciaCalor específico é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 g de substância em 1 ° C. É uma propriedade intrínseca do material. Suas unidades no Sistema Internacional são: Joule / kg. K (Joule entre quilograma x temperatura em graus Kelvin). A capacidade térmica C é um conceito vinculado, mas um pouco diferente, pois a massa do objeto intervém. A capacidade de aquecimento é definida da seguinte forma: C = mc Suas unidades SI são Joule / K. Portanto, o calor transferido também pode ser expresso de forma equivalente a: Q = -C. Δ T Como calcular?Para calcular o calor fornecido por um objeto, é necessário saber o seguinte: – O calor específico da substância que produz calor. – massa da referida substância – A temperatura final para obter Valores de calor específicos para muitos materiais foram determinados experimentalmente e estão disponíveis em tabelas. CalorimetriaNo entanto, se esse valor não for conhecido, é possível obtê-lo com a ajuda de um termômetro e água em um recipiente com isolamento térmico: o calorímetro. Um esquema deste dispositivo é mostrado na figura que acompanha o exercício 1. Uma amostra da substância é imersa a uma certa temperatura em uma quantidade de água que foi previamente medida. A temperatura final é medida e com os valores obtidos é determinado o calor específico do material. Ao comparar o resultado com os valores tabulados, pode-se saber qual substância é. Este procedimento é chamado de calorimetria. O balanço de calor é realizado economizando energia: Q atribuído + Q absorvido = 0 Exercício 1Um pedaço de cobre de 0,35 kg é introduzido a uma temperatura de 150 ° C em 500 mL de água a uma temperatura de 25 ° C. a) A temperatura final de equilíbrio b) Quanto calor flui nesse processo? Dadosc cobre = 385 J / kg. ºC c água = 4180 J / kg. ºC Densidade da água: 1000 kg / m 3 Soluçãoa) O cobre produz calor enquanto a água o absorve. Como o sistema é considerado fechado, apenas a água e a amostra intervêm no balanço de calor: Q atribuído = Q absorvido Por outro lado, é necessário calcular a massa de 500 mL de água: 500 mL = 0,5 L = 0,0005 m 3 Com estes dados, a massa de água é calculada: = Massa x densidade de volume = 1000 kg / m 3 . 0,0005 m 3 = 0,5 kg A equação do calor em cada substância é apresentada: Q produziu = -m cobre . c cobre . AT = -0,35 kg. 385 J / kg. (T f –150 ºC) = -134,75 (T f – 150) J Q absorvido = m de água . c água . AT = 0,5 kg. 4186 J / kg. ºC. (T f –25 ºC) = 2093 (T f –25) J Correspondendo aos resultados que você possui: 2093 (T f – 25) = -134,75 (T f – 150) É uma equação linear com um desconhecido, cuja solução é: T f = 32,56 ° C b) A quantidade de calor que flui é o calor transferido ou o calor absorvido: Q produziu = – 134,75 (32,56 – 150) J = 15823 J Q absorvido = 2093 (32,56 – 25) J = 15823 J Exercício 2Um pedaço de 100 g de cobre é aquecido em um forno à temperatura de T o e depois introduzido em um calorímetro de cobre de 150 g contendo 200 g de água a 16 º C. A temperatura final, uma vez equilibrada, é de 38 º C. Quando o calorímetro e seu conteúdo são pesados, verifica-se que evaporaram 1,2 g de água.Qual foi a temperatura inicial T o ? Dados: o calor latente da vaporização da água é L v = 2257 kJ / kg SoluçãoEsse exercício difere do anterior, pois é necessário considerar que o calorímetro também absorve calor. O calor cedido pela peça de cobre é revertido em todos os seguintes itens: – Aqueça o calorímetro de água (200 g) – Aqueça o cobre a partir do qual o calorímetro é produzido (150 g) – Evapore 1,2 gramas de água (também é necessária energia para uma mudança de fase). Q produziu = – 100 x 1 x 10 -3 kg. 385 J / kg ºC. (38 – T o ) ºC = – 38,5 . (38 – T ou ) J Q absorvido pelo calorímetro = Q absorvido pela água + Q vaporização + Q absorvido pelo cobre 0,2 kg 4186 J / kg ºC. (38 – 16 ºC) + 1,2 x 10 -3 kg. 2257000 J / kg +0,150 kg .385 J / kg. ° C (38 – 16 ° C) = 18418,4 +2708,4 + 1270,5 J = 22397,3 J Portanto: – 38,5 . (38 – T o ) = 22397,3 T o = 619,7 ºC O calor necessário para levar 1,2 g de água até 100 º C também pode ter sido considerado, mas é uma quantidade bastante pequena em comparação. Referências
Como calcular a energia em forma de calor?Fórmulas da calorimetria
calor específico: ΔQ = m·c·ΔT, onde ΔQ é a quantidade de calor, m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação da temperatura.
É possível calcular a quantidade de calor?É possível calcular a quantidade de calor trocada em um sistema por meio da relação matemática: Q = m · c · ΔT. Essa relação é conhecida como a Equação Fundamental da Calorimetria e mostra que o calor trocado (Q) depende da massa (m), do calor específico (c) e da variação de temperatura do corpo (ΔT).
Qual é a quantidade de calor?A quantidade de calor que gera variação de temperatura é chamada de sensível, e aquela que gera mudança de estado físico é chamada de latente. O calor pode ser definido como a quantidade de energia que é trocada entre dois corpos em virtude da diferença de temperatura existente entre eles.
Qual é a quantidade de calor de um sistema?Sua unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades (S.I) é o J / K, sendo que a mais usada é a cal / oC. Chamamos de Calor específico de uma substância ( c ) a razão entre a quantidade de calor que a substância troca e o produto entre a sua massa e a variação de temperatura sofrida.
|
Como calcular a quantidade de energia na forma de calor?
Postagens relacionadas
direito autoral © 2024 nguoilontuoi Inc.
