Trocas de calor

Orientações aos alunos:
* Leiam com atenção e observem os exemplos.
* Assistam às aulas pelo CMSP, TV, vídeo aulas e pesquisem em livros didáticos ou pela internet
* Copiem os textos e os exercícios no caderno.
* Identifiquem as atividades com nome, série, turma e n° de chamada ( se possível )
* Enviem as atividades para o E-mail: josecorreia@prof.educacao.sp.gov.br
* Data de entrega: até 01/07.

Olá pessoal! Esta semana vamos reforçar o que aprendemos na aula passada sobre trocas de calor.
Não esqueçam que só haverá trocas de calor se os corpos tiverem temperaturas diferentes. Se as temperaturas forem iguais não há trocas de calor pois os corpos estão em equilíbrio térmico.
Lembrando da aula passada que:

Q = m . c . ( Θf - Θi ) , e como    C = m .c, temos:        Q = C . ΔΘ

Onde:
Q = quantidade de calor ( cal )
m = massa ( g )
c = calor específico da substância ( cal/g.°C )
C = capacidade térmica ( cal/°C )
Θi = temperatura inicial ( °C )
Θf = temperatura final ( °C )
ΔΘ = variação de temperatura
Observação: o calor específico da água é sempre igual a 1cal/g.°C.

Trocas de calor.

Para que o estudo de trocas de calor seja realizado com maior precisão, este é realizado dentro de um aparelho chamado calorímetro, que consiste em um recipiente fechado incapaz de trocar calor com o ambiente e com seu interior.

Dentro de um calorímetro, os corpos colocados trocam calor até atingir o equilíbrio térmico. Como os corpos não trocam calor com o calorímetro e nem com o meio em que se encontram, toda a energia térmica passa de um corpo ao outro.

Como, ao absorver calor Q>0 e ao transmitir calor Q<0, a soma de todas as energias térmicas é nula, ou seja:

ΣQ=0

(lê-se que somatório de todas as quantidades de calor é igual a zero)

Exemplo:

Qual a temperatura de equilíbrio entre uma bloco de alumínio de 200g à 20°C mergulhado em um litro de água à 80°C? Dados calor específico: água=1cal/g°C e alumínio = 0,219cal/g°C.

Repare que, neste exemplo, consideramos a massa da água como 1000g, pois temos 1 litro de água.

Antes de resolver os exercícios, assistam a vídeo aula de calorimetria na plataforma Stoodi. No google, digitem stoodi, vídeo aulas gratuitas, selecionem a disciplina (Física), selecionem o conteúdo (calorimetria). Assistam às aulas 1 e 3.

Agora façam os exercícios.

Exercícios.

1) Depois de assar um bolo em um forno a gás, Zulmira observa que ela queima a mão ao tocar no tabuleiro, mas não a queima ao tocar no bolo. Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar que isso ocorre porque:

a)	a capacidade térmica do tabuleiro é maior que a do bolo.
b)	a transferência de calor entre o tabuleiro e a mão é mais rápida que entre o bolo e a mão.
c)	o bolo esfria mais rapidamente que o tabuleiro, depois de os dois serem retirados do forno.
d)	o tabuleiro retém mais calor que o bolo.

2)  Dois corpos A e B, inicialmente às temperaturas ΘA = 90 °C e ΘB = 20 °C, são postos em contacto e isolados termicamente do meio ambiente. Eles atingem o equilíbrio térmico à temperatura de 45 °C. Nestas condições, podemos afirmar que o corpo A: 

a) cedeu uma quantidade de calor maior do que a absorvida por B. 

b) tem uma capacidade térmica menor do que a de B. 

c) tem calor específico menor do que o de B. 

d) tem massa menor que a de B. 

e) cedeu metade da quantidade de calor que possuía para B.

3) Duzentos gramas de água à temperatura de 20 °C são adicionados, em um calorímetro, a cem gramas de água à temperatura inicial de 80 °C. Desprezando as perdas, determine a temperatura final de equilíbrio térmico da mistura. 

a) 30 °C 

b) 40 °C 

c) 50 °C 

d) 60 °C 

e) 100 °C

4) Quando dois corpos de tamanhos diferentes estão em contato e em equilíbrio térmico, e ambos isolados do meio ambiente, pode-se dizer que: 

a) o corpo maior é o mais quente. 

b) o corpo menor é o mais quente. 

c) não há troca de calor entre os corpos. 

d) o corpo maior cede calor para o corpo menor. 

e) o corpo menor cede calor para o corpo maior.

5) Num calorímetro, contendo certa massa de água a 26°C, joga-se um bloco de 150 g de prata a 120°C, obtendo-se o equilíbrio térmico em temperatura de 30°C. Desprezando o calor trocado com o calorímetro, determine a massa de água dentro do calorímetro. Dados: cágua = 1 cal/gºC cprata = 0,06 cal/gºC.

a) 100g

b) 120g

c) 197g

d) 202,5g

e) 225g