Introdução à Física do Calor: Temperatura, Calor e Suas Formas de Transmissão, Slides de Química

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PROF. DR. BRUNO BELLO PEDE CASTRO

Pós-graduação em Química Tecnológica

A temperatura é a medida do estado de agitação dessas moléculas. Um corpo em uma temperatura superior a um outro indica que estado de agitação das moléculas está em um nível mais elevado do que outro.

Sólido Líquido Gasoso

Definimos como energia térmica , a energia de agitação das moléculas que constituem um corpo.

Energia térmica

A unidade de calor, no Sistema internacional de Unidades (SI), é o Joule ; No entanto, admite-se o uso de calorias , que corresponde a 1/860 do watt-hora.

1 𝑐𝑎𝑙 = 4,18𝐽

Caloria é a unidade de medida para quantidade de calor. Uma caloria (1 cal) é a quantidade de calor necessária para que 1 grama de água pura, sob pressão normal, tenha a sua temperatura elevada em 1ºC.

Caloria

A capacidade térmica determina a quantidade de calor que um corpo precisa receber para elevar sua temperatura em uma unidade.

Capacidade térmica

A capacidade térmica determina a quantidade de calor que um corpo precisa receber para elevar sua temperatura em uma unidade.

Capacidade térmica

Fonte: TIPLER, P.; MOSCA. G. Physics for Scientists and Engineers. 5. ed. Nova Iorque: W. H. Freeman & Company, 2008.

Material c (cal/g.ºC) c (J/kg.K) Material c (cal/g.ºC) c (J/kg.K)

Água 1,0000 4,19 x 10^3 Cobre 0,0924 3,93 x 10^2

Álcool etílico 0,5810 2,43 x 10^3 Zinco 0,0922 3,88 x 10^2

Gelo 0,5300 2,30 x 10^3 Latão (40% Zn) 0,0917 3,80 x 10^2

Amoníaco (Gás) 0,5230 2,28 x 10^3 Prata 0,0560 2,34 x 10^2

Vapor de água 0,4810 2,01x 10^3 Mercúrio 0,0330 1,38 x 10^2

Alumínio 0,2140 9,21 x 10^2 Tungstênio 0,0320 1,34 x 10^2

Vidro 0,1610 6,70 x 10^2 Platina 0,0310 1,32 x 10^2

Ferro 0,1070 4,60 x 10^2 Chumbo 0,0300 1,30 x 10^2

Calor específico

A transferência de calor ou transmissão de calor é a energia em trânsito devido a uma diferença de temperatura. Sempre que houver uma diferença de temperatura entre um meio ou entre meios, ocorrerá transferência de calor.

Transmissão de calor

A condução é o processo pelo qual o calor se transmite ao longo de um meio material, como efeito da transmissão de vibração entre as moléculas. As moléculas mais energéticas (maior temperatura) transmitem energia para as menos energéticas (menor temperatura).

Condução

Exemplo de bons condutores Exemplo de maus condutores (isolantes)

A condução de calor é um processo que necessita da presença do meio material e, portanto, não ocorre no vácuo.

Condução

Convecção

Diferentemente da condução e convecção, a radiação ocorre no vácuo.

Quando chegamos perto de uma fogueira, uma lâmpada incandescente ou um aquecedor elétrico, sentimos o calor emitido por essas fontes. Uma parcela desse calor pode vir por condução através do ar. Porém, essa parcela é pequena, pois o ar é mau condutor de calor. Na realidade, a maior parte do calor que recebemos dessa fontes vem por irradiação de ondas eletromagnéticas.

A radiação térmica é um processo de transmissão do calor por meio de ondas eletromagnéticas, predominando entre elas, as radiações infravermelhas (ondas de calor).

Radiação

Trocadores

de calor

Aquecedores

Caldeiras

Condensadores

Evaporadores

Resfriadores

Torres de refrigeração

O processo de troca de calor entre dois fluidos com diferentes temperaturas ocorre em muitas aplicações da engenharia.

Trocadores de calor

2. O processo de transmissão de calor que só ocorre no vácuo (onde não tem ar) é chamada:

a) Condução b) Convecção c) Radiação d) Absorção

1. Quando se coloca uma colher de metal em uma sopa quente, logo a colher também estará quente. A transmissão de calor através da do contato da colher com a sopa é chamada:

a) Condução b) Convecção c) Radiação d) Absorção

Questões