Aula 23 de Instrumentação I, ministrada pelo professor Rafael, Calor e Trabalho Termodinâmico, UFCG-2020.2, acontecerá nesta quinta, 9

 

 Hoje, 9 de setembro, teremos a aula 23 da disciplina de de instrumentação I, UFCG-2020.2, será a Live18 de introdução à Física, transmitida pelo blog rafaelrag. 

Esta live  foi transmitida direto da serra de Paquivira via satélite. A qualidade do sinal de transmissão não é boa. Esse é um dos problemas das aulas remotas, nem sempre a qualidade das da imagem é de boa visibilidade e nem sempre os estudantes do interior tem internet de boa qualidade.

Vamos estudar essa semana Calorimetria, Trabalho termodinâmico e as leis da termodinâmica. Iniciaremos a aula de hoje fazendo uma revisão da aula anterior.

Calor é energia em trânsito, partindo de um corpo com temperatura maior para outro corpo com temperatura menor. Quanto atingir o equilíbrio térmico o calor cessa. A unidade de calor mais usada é a caloria(cal), que está relacionada com joule(J) por 1cal=4,18J.

O calor sensível está relacionado com a variação de temperatura:

ΔQ=mcΔT,

m sendo a massa da substância, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura.

O calor Latente L é aquele necessário para uma certa substância sofrer uma mudança de fase, por exemplo, quando água atinge os 100 graus celsius ela passa do estado líquido para o estado de vapor.

ΔQ=mL.

Unidade: cal/grau celsius 

Questões do ENEM

ENEM 2010. Questão 46 - caderno amarelo da prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias de 2010.

Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática.

Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?

a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo que estiver fervendo.

b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água.

c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela.

d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura;

ENEM 2013. Em um experimento foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas:
a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e
b) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente. Termômetro

A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo experimento, foi

a) igual no aquecimento e igual no resfriamento.
b) maior no aquecimento e igual no resfriamento.
c) menor no aquecimento e igual no resfriamento.
d) maior no aquecimento e menor no resfriamento.
e) maior no aquecimento e maior no resfriamento.

Repostas das questões do ENEM no final desta postagem. 

Texto em Latex.

Segue duas questões 

1)  A água tem um comportamento anômalo entre $0^oC$ e $4^oC,$ obtendo a densidade máxima

quando a temperatura atinge $4^oC?$ Justifique a sua resposta.

b) Calor latente \'e a grandeza Física relacionada à quantidade de calor que uma unidade

de massa de determinada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, passe

do estado sólido para o estado líquido, do estado líquido para o estado gasoso e vice-versa.

Unidade no SI: $J/kg$ ( Joule por quilograma), caloria por grama $(cal/g)$.

Calcule a quantidade de calor necessária para transformar $80g$ de gelo sob a temperatura

negativa de $-20^oC$ para o estado líquido numa temperatura de $90^oC.$ Lembre-se que o calor

Latente do gelo, calores específicos do gelo e da \'agua, respectivamente,

$ L, c_{gelo}, c_a,$ são dados

por $L = 80\frac{cal}{g^oC}, c_{gelo} = 0,5\frac{cal}{g^oC}, c_a = 1,0\frac{cal}{g^oC}.$

 2) a) Em 1662, o químico e holandês Robert Boyle e, independentemente, em 1676, o físico e

biólogo francês Edme Mariotte, observaram que um g\'as sob temperatura constante, a

pressão é inversamente proporcional ao volume. Como você faria uma experiência para

verificar a lei de Boyle-Mariotte? Desenhe a curva isoterma que representa essa lei. 

b) Utilize a primeira lei da Termodinâmica para relacionar o trabalho termodinâmico, calor e

energia interna de um gás nas seguintes transformações isotérmica(Temperatura constante), isobárica(Pressão constante) e isocórica(Volume constante).

Repostas das questões do ENEM final desta postagem. ENEM 2010. Letra A. ENEM 2013. Resposta E.

Exercícios Resolvidos

http://sotaodaquimica.com.br/wa_files/42_20Termoqu_C3_ADmica_20IV.pdf

Q 44) Um cubo de gelo de 10 g a − 10 o^C e colocado num lago que est á a  15 o^C. Calcule a variação de entropia do  sistema quando o cubo de gelo atingir o equilíbrio térmico com o lago. O calor específico do gelo é 0,50 cal/g.o^C.

. ( Sugestão: O cubo de gelo afetará a temperatura do lago?) 

https://inaesp.org/ENSINO/Cap22.pdf

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