Calorimetria (continuação).

Nós já vimos a definição de calor específico. Vamos agora fazer alguns comentários a seu respeito.

Observe a a tabela abaixo contendo o calor específico de algumas substâncias à pressão constante de 1 atmosfera :

No fundo, o calor específico nos dá uma idéia da capacidade da substância em receber ou perder calor. Quanto maior seu calor específico, mais lentamente ocorrerá as trocas de calor. Por outro lado, quanto menor o calor específico de uma substância, com mais facilidade ela perderá ou receberá calor. Vamos tomar como exemplo a água e o ferro.

ca = 1 cal/g°C

cf = 0,11 cal/g°C

Podemos notar que o calor específico da água é quase 10 vezes maior que o calor específico do ferro. Isso significa que se tivermos a mesma quantidade de ferro e de água, à mesma temperatura, eu precisaria de uma quantidade de calor 10 vezes maior para a água para causar uma mesma mudança de temperatura causada no ferro por outra quantidade de calor.

Princípio da igualdade nas trocas de calor

Quando dois ou mais corpos, fechados em um ambiente que os isole termicamente do meio externo, trocam calor entre si, podemos afirmar que a quantidade de calor que um vai perder vai ser a mesma que o outro vai ganhar. Ou seja, a soma do calor ganho por um corpo com o calor perdido pelo outro sempre dará zero. (Lembrando que quando um corpo ganha calor Q será positivo, mas se este corpo perder calor Q será negativo).

Matematicamente podemos escrever a troca de calor entre dois corpos A e B, termicamente isolados, da seguinte maneira:

QA + QB = 0

Calorímetro

É um aparelho usado na determinação da quantidade de calor trocada pelos corpos. Na verdade ele isola os sistemas em seu interior para que o calor dos corpos colocados em seu interior não saiam para o meio externo, e para que o calor de fora não interfira nos processos que ocorrem dentro do calorímetro.

Exemplo : Você precisou usar um calorímetro na experiência de laboratório para isolar termicamente a água e o metal do meio externo. Desta forma você pode ter certeza que o calor perdido pelo metal foi absorvido somente pela água, e assim pode usar o princípio da igualdade nas trocas de calor para calcular o calor específico do material desconhecido.

Os estados mais comuns da matéria

• sólido : suas partículas estão fortemente ligadas umas as outras, e por isso os corpos neste estado apresentam forma própria e volume definido.
• líquido : suas partículas não estão muito ligadas umas as outras, e por isso neste estado as substâncias não conseguem manter uma forma própria, embora seu volume seja ainda definido.
• gasoso : suas partículas estão fracamente ligadas, ou as vezes nem estão ligadas, e por isso as substâncias neste estado não possuem nem forma própria e nem volume definido.

Processos de mudança de estado

Quando os corpos recebem ou perdem calor, podem eventualmente mudar de estado físico. Veja o nome que damos para estas mudanças.

Equações da calorimetria

Basicamente podemos dizer que existem duas equações muito usadas na calorimetria. Uma usada para determinar a quantidade de calor recebida ou perdida por corpos quando estes mudam sua temperatura, e outra usada para determinar a quantidade de calor perdida ou recebida por corpos que estes estão mudando de estado físico. Vale notar que quando um corpo muda de estado físico sua temperatura não se altera.

Equação para ser usada quando o corpo está mudando sua temperatura:

	Q = quantidade de calor perdida ou recebida pelo corpo (em calorias) m = massa do corpo (em gramas)
	c = calor específico ( em cal/g°C)
Veja ao lado o significado de
cada termo:	DT = variação da temperatura (Tf - Ti) (em graus Celsius)

Equação para ser usada quando o corpo está mudando seu estado físico:

	Q = quantidade de calor perdida ou recebida pelo corpo (em calorias) m = massa do corpo (em gramas)
Veja ao lado o significado de	L = calor latente ( em cal/g)
cada termo:

Mas qual o significado deste tal de calor latente ???

Calor latente seria a quantidade de calor que deve ser perdida ou recebida por uma substância, para que um grama desta mude de estado físico.

Por exemplo: o calor latente de fusão da água é de Lf = 80 cal/g. Isso significa que 1 g de gelo precisa de 80 calorias para derreter completamente (fusão). O calor latente de vaporização da água é de Lv = 540 cal/g, então 1 g de água líquida precisa de 540 calorias para virar vapor.

Veja as tabelas abaixo com os pontos de fusão e ebulição de algumas substâncias, juntamente com seus calores latentes à pressão constante de 1 atmosfera.

Para finalizar, veja a "curva de aquecimento" de uma substância. Repare na diferença que existe nas regiões onde a substância está mudando de estado ou mudando a temperatura.

Lembre-se que a fórmula que devem ser usada quando a substância está mudando de estado físico é diferente da fórmula que deve ser usada quando a substância está mudando sua temperatura.