Oi garotada!!!
Saudade de vocês.
Vamos aprender, ou tentar, rsrsrs um assunto novo por meio dessa plataforma.
Antes de mais nada, quero dizer a você, que se tiver alguma dúvida a respeito do que eu vou apresentar aqui, não exite em me contatar.
VAMOS LÁ...
Primeiramente o que é... CALORIMETRIA???
É a área que estuda as trocas de energia e os fenômenos relacionados a transferência de calor entre os corpos.
Relembrando o conceito de CALOR:
"É a energia térmica que surge quando há diferença de temperatura entre corpos/regiões, essa energia flui de onde a temperatura é maior para onde ela é menor."
Unidade de medida: [cal] = Caloria ou [J] = Joule
1 cal = 4,19 Joules
OBS: Há outra unidade de quantidade de calor bastante utilizada em manuais técnicos para exprimir as características de equipamentos e máquinas que envolvem a energia térmica, como aparelhos de ar condicionado, fornos industriais, etc. É a British Thermal Unit (BTU), que equivale a, aproximadamente 252,4 cal ou 1 055 J.
Eu não sei você, mas eu, quando vejo/ouço a palavra CALORIA, lembro quase que instantaneamente, de DIETA! Será que existe alguma relação entre a caloria aqui apresentada como unidade de medida para calor, com as calorias das dietas nutricionais?
E NÃO É QUE TEM SIM!!!
Calma... vamos entender como isso acontece...
Pense comigo, para que eu e você possamos realizar as atividades normais do nosso dia-a-dia, como, levantar da cama, lavar a louça, dormir, estudar, entre outras, nosso corpo precisa de energia, certo? Ah, essa energia também é necessária para que nosso corpo mantenha uma temperatura considerada saudável (36,5°C). De onde você acha que vem essa energia?
Dos alimentos, sim são eles os responsáveis por nos manter vivos e saudáveis (desde que ingerimos uma quantidade certa de calorias).
A "queima" do alimento para produzir energia, ocorre nas células, mais precisamente nas mitocôndrias, que por meio da respiração celular, que é um processo em que as moléculas orgânicas são oxidadas em várias etapas bioquímicas. Em média, nesse processo 1 g de carboidrato libera 5 kcal de energia, mesmo valor liberado por 1 g de proteína, contra 9,5 kcal liberadas por 1 g de gordura.
Denomina-se dieta protetora a que permite a sobrevida sem desnutrição, correspondendo a aproximadamente 1 300 kcal/dia. A dieta balanceada é a que garante a energia suficiente para repor a energia gasta nas atividades diárias. Para uma pessoa que não realize muitas atividades físicas, mas que também não tenha uma vida extremamente sedentária, corresponde a cerca de 2 300 kcal/dia.
Para você controlar seu consumo diário de alimentos conforme as atividades que realiza, existem tabelas (de valores nutricionais) que expressam a quantidade de calorias que uma determinada quantidade de alimento fornece. Essas informações vem impressas nas embalagens dos alimentos industrializados, para os alimentos já preparados ou para os alimentos orgânicos, temos essas informações na internet, ou em revistas de boa forma.
Mudando de assunto... Dentro do tema principal: CALOR
Temos o hábito de utilizar a palavra calor para representar o clima do ambiente, o que é bem comum no verão, pois a cada ano, essa estação tem apresentado temperaturas mais elevadas. Cientificamente, utilizar essa expressão não é correto, porque ela difere do que o CALOR representa.
Precisamos entender que existe uma grande diferença entre calor e temperatura. Outra expressão comum de dizermos em nosso cotidiano é que o clima está muito quente ou que um determinado agasalho é mais quente que outro. Essas afirmações, todavia, acabam misturando os conceitos de calor e temperatura. O correto é afirmarmos que a temperatura ambiente está elevada e que o agasalho é bom isolante térmico por impedir a troca de calor entre o nosso corpo e o meio externo.
Lembrando que a temperatura é a grandeza que mostra se um corpo está "quente" ou "frio". Ela é definida como o grau de agitação das moléculas do material. Assim, quanto maior for a vibração molecular, mais quente estará um corpo e vice-versa. Já o calor é um tipo de energia que se manifesta apenas quando há diferença de temperatura entre dois corpos e flui do corpo de maior para o de menor temperatura.
Dessa forma, o corpo com maior temperatura irá ceder calor para o corpo de menor temperatura.
A quantidade de calor trocada entre os corpos até que se instaure o equilíbrio térmico pode ser quantificada pela EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA.
Essa quantidade de calor encontrada a partir da relação entre as grandezas de massa, calor específico e variação de temperatura se refere ao CALOR SENSÍVEL:
Como pode ser observado acima, esta equação é definida a partir de duas grandezas importantíssimas da Calorimetria, que são o calor específico e a capacidade térmica.
Calor Específico:
É a grandeza que define a variação térmica de uma substância.
O calor específico é a quantidade de energia necessária para aumentar (ou diminuir) uma unidade de massa de uma substância em um grau.
É através do calor específico que é possível identificar a quantidade de energia liberada por unidade de massa na diminuição da temperatura em grau.
Unidade de Medida: [cal/g.°C] ou [J/kg.K]
Na tabela a seguir você pode verificar alguns valores de calor específico de algumas substâncias.
Como expresso nessa tabela, a ÁGUA tem um dos maiores valores para o calor específico, isso explica o fato de ela demorar mais a sofrer variações de temperatura. Para esfriar, num alimento como o empadão, por exemplo, o recheio é mais quente que a massa, isso acontece porque o recheio é mais úmido e essa água a mais do que na massa, dificulta o resfriamento do mesmo.
Para esquentar, por exemplo, podemos pensar na relação entre a água do mar e a areia da praia que ao receberem a mesma quantidade de calor, oriunda do Sol, as 10 da manhã a areia está "pelando" e a água está bem fria. Isso acontece porque a areia e a água têm capacidades térmicas diferentes porque seus calores específicos são diferentes.
Capacidade Térmica:
É uma grandeza física que caracteriza a variação de temperatura de um corpo ao receber calor. Esse princípio baseia-se no fato de que todos os corpos comportam-se de forma diferente quando submetidos a uma variação de temperatura.
A imagem acima nos mostra as duas equações que representam a capacidade térmica de um corpo. Na primeira podemos realizar o produto (multiplicação) entre a massa do corpo e o calor específico da substância que o constitui.
Na segunda podemos realizar a razão (divisão) entre a quantidade de calor trocada e a variação de temperatura que o corpo sofreu.
A unidade de medida no Sistema Internacional é caloria por grau Celsius [cal/ºC], ou joule por Kelvin [J/K].
A capacidade térmica é uma propriedade dos corpos, e não das substâncias, ou seja, corpos feitos do mesmo material podem sofrer variações de temperatura diferentes quando submetidos à mesma fonte de calor. Isso acontece porque a variação de temperatura também depende de outro fator, a massa do corpo. Quanto maior a massa de um corpo, maior a quantidade de calor necessária para variar sua temperatura.
Existe mais um conceito de calor que você precisa conhecer...
CALOR LATENTE
É o calor trocado quando uma substância muda seu estado físico, sem que haja variação de temperatura, como no caso do gelo que derrete e vira água à mesma temperatura.
A quantidade de calor latente é determinada pelo produto da massa (m) do corpo que sofreu a transformação de estado e o chamado calor latente de fusão ou vaporização (L).
Na tabela acima você pode ver alguns valores para o calor latente de algumas substâncias.
A quantidade de calor necessária para que cada grama da substância sofra mudança de estado é chamada de calor latente de vaporização ou de fusão. No caso da água, por exemplo, o calor latente de vaporização é de 540 cal/g, ou seja, cada grama de água a 100°C precisa de 540 cal de calor para sofrer a mudança do estado líquido para o estado gasoso.
Vamos a vídeo aula de hoje para que você veja como utilizar as equações estudadas em resolução de problemas:
1° - CALOR SENSÍVEL - Equação fundamental da Calorimetria
2° - CAPACIDADE TÉRMICA
3° - CALOR LATENTE
Espero que tenham entendido este assunto, se precisarem de ajuda, me chamem, em breve estarei postando uma lista de exercícios para vocês resolverem.
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