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Calorimetria - Mudanças de Temperatura

Trabalho por Eliana Carneiro de Mello, estudante de Diversos @ , Em 26/04/2006

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CALORIMETRIA


1. INTRODUÇÃO

Calor é energia que se transfere de um corpo a outro, em virtude, unicamente, da diferença de temperatura entre eles.

Assim, quando dois corpos a temperaturas diferentes são colocados em contato térmico, verifica-se que, após certo tempo, ambos adquirem a mesma temperatura, denominada temperatura de equilíbrio térmico.  

Quando  um  corpo   recebe   ou  cede calor, ocorre  uma  transformação: variação de temperatura  ou  mudança  de estado físico. No primeiro caso, dizemos que se trata de calor sensível e, no segundo, calor latente.

  Mas, quando uma transformação ocorre sem troca de calor, dizemos que ela é adiabática. Assim, um sistema é adiabático, se não troca calor com o meio exterior.

Procuraremos neste trabalho demonstrar o que vem a ser a calorimetria, seus aspectos e sua importância.


2. CALOR E MUDANÇA DE ESTADO

Toda matéria, dependendo da temperatura, pode se apresentar em três estados: sólido, líquido e gasoso.

A temperatura é uma medida da vibração das moléculas. Quando os dois corpos são postos em contato, dá-se o encontro, na superfície que os separa, das moléculas velozes do corpo quente com as moléculas lentas do corpo frio.

Em decorrência dos choques, as moléculas rápidas perdem velocidade e as lentas ficam mais velozes. Com o passar do tempo, esse processo se estende também para o interior de ambos os corpos, até que os dois diferentes tipos de molécula fiquem, em média, com a mesma energia cinética. No final do processo, as moléculas do corpo frio apresentam mais energia cinética do que tinham de início; com as moléculas do corpo quente, ocorre o contrário. No conjunto, há uma passagem de energia do corpo quente para o corpo frio.

O calor é, portanto, uma transferência de energia entre dois corpos que inicialmente apresentam temperaturas diferentes.

A figura abaixo nos demonstrará as possíveis mudanças de estado, quando uma substância recebe ou cede calor:

Quando dois corpos com mesma massa, mas com diferentes temperaturas entram em contato, a temperatura final é intermediária entre as duas temperaturas.

Podemos descrever este resultado algebricamente dizendo que, ao entrar em equilíbrio, a mudança de temperatura, T, dos objetos são iguais e opostas: Tg = - Tp.

Quando, à pressão constante, uma substância recebe (absorve) calor sensível, sua temperatura aumenta: se o calor é latente, ocorre mudança de estado, mantendo-se a mesma temperatura.

Assim, quando levamos ao fogo um recipiente contendo água, observamos que a temperatura da água aumenta, pois ela recebe calor; mas, quando colocamos o recipiente contendo água na geladeira, a sua temperatura diminui, pois ela perde calor. Quando o corpo cede ou recebe calor, variando apenas a sua temperatura, sem mudar o seu estado físico, dizemos que ele recebeu ou cedeu calor sensível.

Já o calor latente é a mudança de estado L é a quantidade de calor, por unidade de massa, que é necessário fornecer ou retirar de um dado corpo, a uma certa pressão, para que ocorra a mudança de estado, sem variação de temperatura.

Matematicamente:


 

  Da definição de calor latente resulta sua unidade de medida: cal/g , J/g, KJ/kg, BTU/lb, etc.

A quantidade de calor envolvida na mudança de estado decorre da definição de calor latente.

A quantidade de calor (Q), no Sistema Internacional de Unidades, é medida em joule (J) que é a unidade de