t 
Q
(1)
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Parte 8 - Calor e Temperatura |
Calor é uma quantidade de energia térmica transferida.
Quando calor entra em um corpo, ele aquece, e quando sai do corpo ele esfria.
Para medir este aquecimento e esfriamento criou-se um conceito adicional: temperatura.
Para relacionar entre si calor e temperatura, lembra-se o que segue:
Quanto maior a quantidade
de calor mais aquecemos o corpo, e portanto, maior será a variação
de
temperatura. Uma mesma quantidade
de calor aquece muito um corpo pequeno e pouco um corpo
grande, ou a variação
da temperatura é proporcional à quantidade de calor.
t Q
(1)
é o símbolo de proporcionalidade)
e inversamente proporcional à massa:
t 1
/ m
(2)
Juntando as duas equações acima, obtemos:
t Q
/ m
(3)
Podemos transformar esta
última equação em uma igualdade, colocando uma constante
de
proporcionalidade c, obtendo:
c t
= Q / m
(4)
que pode ser reescrita como:
| Q = m c t |
A constante c chama-se calor
específico e depende do material do corpo que estamos aquecendo
(água, ferro, etc.).
O calor específico é medido em cal / g ºC.
Exemplo: O calor específico da água é igual a 1,0 cal / g ºC. Significa que é necessário fornecer uma quantidade de calor de 1,0 cal para aquecer 1,0 g de água de 1 ºC.
Questão 1: Você pode verificar que se você coloca uma panela de alumínio com água para esquentar, considerando que o alumínio e a água têm a mesma massa, o alumínio se aquece mais rapidamente que a água. Por que? O calor específico do alumínio é 0,214 cal / g ºC. Resposta
O calor é medido em calorias, a massa em gramas e a temperatura em graus Celsius.
Estabelece-se que o gelo derretendo está a 0º C, e a água em ebulição a 100º C.
Queremos descobrir a quantidade
de calorias que uma chama de fogão a gás fornece em um minuto.
Para isto, utilizamos a
equação 5.
Precisamos determinar a massa,
o calor específico e a variação de temperatura. A
seguir, calcular o
valor de Q. Faremos uma
experiência de aquecimento de água, da temperatura em que
ela sai da
torneira (22º C, mais
ou menos) até ela ferver (100º C).
Para a água, temos c = 1 cal/gºC. Para achar a massa da água, lembre-se que para este líquido 1 litro tem a massa de 1 kg. Para separar uma massa menor que 1 litro (a qual é muito, gasta muito gás) em sua casa, lembre-se que a maioria das garrafas e frascos tem gravados no vidro do fundo o volume em mililitros.
Coloque uma dada quantidade de água (300ml ~ 300g) em uma panela que é posta no fogão.
Se você tiver um termômetro, meça a temperatura da água (fig. 40a). Caso contrário suponha que a água da torneira esteja a 22 ºC.
Ligue a chama e com um relógio marque o tempo necessário para a água começar a ferver (fig. 40b).
Figura 40 a) Medindo a temperatura
ambiente da água
b) Medindo o tempo para a água entrar em ebulição
Cálculos
Substitua os dados obtidos na equação (5), ou seja
m = massa usada em gramas
c = 1
t - to = 100 - 22
Você obterá o valor de Q em calorias, para o tempo (em minutos), em que fez a experiência. Dividindo o resultado pelo tempo você obterá o número de calorias por minuto que uma chama de fogão fornece:
Q' = X cal / min
Questão 2: Baseando-se no texto dado e na experiência feita, você seria capaz de dar um exemplo que diferenciasse calor e temperatura ? Resposta