{"id":7961,"date":"2022-02-18T09:00:00","date_gmt":"2022-02-18T12:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/professorpinguim.com.br\/blog\/?p=7961"},"modified":"2023-08-06T21:01:33","modified_gmt":"2023-08-07T00:01:33","slug":"o-que-e-calor-sensivel-e-capacidade-termica-resumo-com-exercicios-resolvidos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/professorpinguim.com.br\/blog\/o-que-e-calor-sensivel-e-capacidade-termica-resumo-com-exercicios-resolvidos\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 calor sens\u00edvel e capacidade t\u00e9rmica? Resumo com exerc\u00edcios resolvidos"},"content":{"rendered":"\n

Ol\u00e1! Hoje trouxe para voc\u00eas alguns exerc\u00edcios resolvidos sobre Calor Sens\u00edvel e Capacidade t\u00e9rmica. Mas antes de irmos para pr\u00e1tica, vamos fazer uma revis\u00e3o sobre o assunto. Acompanhe!<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Calor Sens\u00edvel<\/h2>\n\n\n\n

Ao colocarmos um corpo quente em contato t\u00e9rmico com um corpo frio, h\u00e1 passagem de energia t\u00e9rmica do corpo quente para o corpo frio.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Calor \u00e9 o nome da energia t\u00e9rmica em tr\u00e2nsito de um corpo para outro. Quando apenas a temperatura do corpo varia, sem que ocorra mudan\u00e7a de estado f\u00edsico (derretimento, ebuli\u00e7\u00e3o etc) o calor \u00e9 chamado sens\u00edvel. Quando h\u00e1 mudan\u00e7a de estado, o calor \u00e9 chamado latente.<\/p>\n\n\n\n

No sistema internacional (SI), a unidade de calor \u00e9 o joule (s\u00edmbolo J). No estudo dos problemas de calorimetria, usaremos tamb\u00e9m a unidade caloria (s\u00edmbolo cal).<\/p>\n\n\n\n

Uma caloria de energia corresponde a, aproximadamente, 4,2 joules.<\/p>\n\n\n\n

1 cal = 4,2 J<\/p>\n\n\n\n

Quantidade de calor sens\u00edvel<\/h2>\n\n\n\n

Para calcular a quantidade de calor que um corpo de massa M precisa receber ou ceder para que sua temperatura varie em alguns graus, usamos a rela\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Q= m.c.<\/p>\n\n\n\n

onde,<\/p>\n\n\n\n

Q \u00e9 a quantidade de calor sens\u00edvel<\/p>\n\n\n\n

M \u00e9 a massa do corpo<\/p>\n\n\n\n

\u00e9 a varia\u00e7\u00e3o de temperatura do corpo.<\/p>\n\n\n\n

= final<\/sub> –  inicial<\/sub><\/p>\n\n\n\n

A letra c representa o calor espec\u00edfico sens\u00edvel, que \u00e9 uma caracter\u00edstica do material que constitui o corpo.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

A unidade do calor espec\u00edfico sens\u00edvel pode ser obtida isolando-o na express\u00e3o acima:<\/p>\n\n\n\n

Substituindo as unidades mais comuns no estudo da calorimetria:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

No sistema Internacional, a unidade de c deve ser J\/(kg. Kelvin).<\/p>\n\n\n\n

Cada material tem o seu valor de calor espec\u00edfico sens\u00edvel. A tabela abaixo mostra alguns exemplos de valores aproximados.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Capacidade t\u00e9rmica<\/h2>\n\n\n\n

A capacidade t\u00e9rmica de um corpo corresponde \u00e0 energia que o corpo deve trocar (receber ou ceder) para que sua temperatura varie em uma unidade.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

A unidade pr\u00e1tica de capacidade t\u00e9rmica na calorimetria \u00e9:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Outra express\u00e3o para a capacidade t\u00e9rmica pode ser obtida substituindo-se Q por m.c.Dq:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n
\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Trocas de calor<\/h2>\n\n\n\n

Um sistema \u00e9 chamado sistema termicamente isolado quando n\u00e3o troca calor com outros corpos ou sistemas fora de suas fronteiras. Em um sistema termicamente isolado as trocas de calor obedecem ao princ\u00edpio da conserva\u00e7\u00e3o da energia. Convencionando-se os sinais das quantidades de calor trocadas, temos<\/p>\n\n\n\n

Calor recebido pelo corpo: Q > 0<\/p>\n\n\n\n

Calor cedido pelo corpo: Q < 0<\/p>\n\n\n\n

Desta forma, quando v\u00e1rios corpos trocam calor entre si dentro de um sistema termicamente isolado, a soma alg\u00e9brica das quantidades de calor deve ser nula. Ou seja, para o caso de dois corpos, se um libera 100 cal, o outro recebe  100 cal, de modo que<\/p>\n\n\n\n

\u2013 100 cal + 100 cal = 0<\/p>\n\n\n\n

Generalizando,<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Por exemplo para a troca de calor entre tr\u00eas corpos, poder\u00edamos escrever<\/p>\n\n\n\n

QA<\/sub> +   QB<\/sub> + QC<\/sub> = 0<\/p>\n\n\n\n

Se n\u00e3o houver mudan\u00e7a de estado, Q = m.c. Dq e a express\u00e3o ficaria<\/p>\n\n\n\n

(m.c. )A<\/sub> +  (m.c. )B<\/sub> + (m.c. )C<\/sub> = 0<\/p>\n\n\n\n

Quando o sistema atinge o equil\u00edbrio t\u00e9rmico, todos os corpos chegam \u00e0 mesma temperatura final.<\/p>\n\n\n\n

Calor\u00edmetro<\/h2>\n\n\n\n

Um calor\u00edmetro \u00e9 um recipiente destinado a medi\u00e7\u00f5es no estudo das trocas de calor de corpos que s\u00e3o colocados em seu interior.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Um calor\u00edmetro \u00e9 chamado ideal quando n\u00e3o participa da troca de calor entre os corpos em seu interior e ainda n\u00e3o permite a troca de calor entre os corpos e o ambiente exterior.<\/p>\n\n\n\n

Quando o calor\u00edmetro \u00e9 real, possui capacidade t\u00e9rmica que deve ser levada em conta nos c\u00e1lculos da troca de calor.<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Exerc\u00edcios sobre Calor Sens\u00edvel e Capacidade T\u00e9rmica<\/h1>\n\n\n\n

1.<\/strong> (Unesp) Determinada pe\u00e7a de platina de 200 g, sens\u00edvel \u00e0 temperatura, \u00e9 mantida dentro de um recipiente protegido por um sistema autom\u00e1tico de refrigera\u00e7\u00e3o que tem seu acionamento controlado por um sensor t\u00e9rmico. Toda vez que a temperatura da pe\u00e7a atinge 80 \u00b0C, um alarme sonoro soa e o sistema de refrigera\u00e7\u00e3o \u00e9 acionado. Essa pe\u00e7a est\u00e1 dentro do recipiente em equil\u00edbrio t\u00e9rmico com ele a 20 \u00b0C, quando, no instante t = 0, energia t\u00e9rmica come\u00e7a a fluir para dentro do recipiente e \u00e9 absorvida pela pe\u00e7a segundo o gr\u00e1fico a seguir.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Sabendo que o calor espec\u00edfico da platina \u00e9 0,03 cal\/(g.\u00b0C) e adotando 1 cal = 4J, o alarme sonoro disparar\u00e1, pela primeira vez, no instante<\/p>\n\n\n\n

a) t = 8 min.   <\/p>\n\n\n\n

b) t = 6 min.   <\/p>\n\n\n\n

c) t = 10 min.   <\/p>\n\n\n\n

d) t = 3 min.   <\/p>\n\n\n\n

e) t = 12 min.   <\/p>\n\n\n\n

Gabarito: E<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n
\n\n\n\n

2.<\/strong> (Famema) Considere que um fog\u00e3o forne\u00e7a um fluxo constante de calor e que esse calor seja inteiramente transferido da chama ao que se deseja aquecer. O calor espec\u00edfico da \u00e1gua \u00e9 1,0 cal\/(g.\u00b0C) e o calor espec\u00edfico de determinado \u00f3leo \u00e9 0,45 cal\/(g.\u00b0C) Para que 1000 g de \u00e1gua, inicialmente a 20 \u00b0C atinja a temperatura de 100\u00b0C \u00e9 necess\u00e1rio aquec\u00ea-la por cinco minutos sobre a chama desse fog\u00e3o. Se 200 g desse \u00f3leo for aquecido nesse fog\u00e3o durante um minuto, a temperatura desse \u00f3leo ser\u00e1 elevada em, aproximadamente,<\/p>\n\n\n\n

a) 120\u00b0C   <\/p>\n\n\n\n

b) 180\u00b0C   <\/p>\n\n\n\n

c) 140\u00b0C   <\/p>\n\n\n\n

d) 160\u00b0C   <\/p>\n\n\n\n

e) 100\u00b0C   <\/p>\n\n\n\n

Gabarito: B<\/p>\n\n\n\n

Com os dados fornecidos \u00e9 poss\u00edvel calcular a quantidade de calor sens\u00edvel  necess\u00e1ria para a eleva\u00e7\u00e3o da temperatura da \u00e1gua.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Sabendo o tempo em que ocorreu o aquecimento da \u00e1gua, podemos expressar a taxa de transfer\u00eancia de calor  <\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

 Assim, para o \u00f3leo foi transferida a quantidade de calor equivalente a um minuto, portanto:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n
\n\n\n\n

3. <\/strong>(Enem) Mesmo para peixes de aqu\u00e1rio, como o peixe arco-\u00edris, a temperatura da \u00e1gua fora da faixa ideal 26 \u00b0C a 28\u00b0C bem como sua varia\u00e7\u00e3o brusca, pode afetar a sa\u00fade do animal. Para manter a temperatura da \u00e1gua dentro do aqu\u00e1rio na m\u00e9dia desejada, utilizam-se dispositivos de aquecimento com termostato. Por exemplo, para um aqu\u00e1rio de 50 L pode-se utilizar um sistema de aquecimento de 50 W otimizado para suprir sua taxa de resfriamento. Essa taxa pode ser considerada praticamente constante, j\u00e1 que a temperatura externa ao aqu\u00e1rio \u00e9 mantida pelas estufas. Utilize para a \u00e1gua o calor espec\u00edfico 4,0 kJ.kg-1<\/sup>.K-1<\/sup> e a densidade 1 kg\/L.<\/p>\n\n\n\n

 Se o sistema de aquecimento for desligado por 1h qual o valor mais pr\u00f3ximo para a redu\u00e7\u00e3o da temperatura da \u00e1gua do aqu\u00e1rio?<\/p>\n\n\n\n

a) 4\u00b0C   <\/p>\n\n\n\n

b) 3,6\u00b0C   <\/p>\n\n\n\n

c) 0,9\u00b0C   <\/p>\n\n\n\n

d) 0,6\u00b0C   <\/p>\n\n\n\n

e) 0,3\u00b0C   <\/p>\n\n\n\n

Gabarito: C<\/p>\n\n\n\n

Se a pot\u00eancia de 50D W mant\u00e9m constante a temperatura da \u00e1gua no aqu\u00e1rio, significa que a taxa de resfriamento \u00e9 de 50 W.<\/p>\n\n\n\n

Aplicando a express\u00e3o da pot\u00eancia t\u00e9rmica:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n
\n\n\n\n

4.<\/strong> (Fuvest 2022)  Um bom caf\u00e9 deve ser preparado a uma temperatura pouco acima de 80 \u00b0C. Para evitar queimaduras na boca, deve ser consumido a uma temperatura mais baixa. Uma x\u00edcara cont\u00e9m 60 mL de caf\u00e9 a uma temperatura de 80 \u00b0C. Qual a quantidade de leite gelado (a uma temperatura de 5 \u00b0C) deve ser misturada ao caf\u00e9 para que a temperatura final do caf\u00e9 com leite seja de 65 \u00b0C?<\/p>\n\n\n\n

Note e adote:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Considere que o calor espec\u00edfico e a densidade do caf\u00e9 e do leite sejam id\u00eanticos.<\/p>\n\n\n\n

a) 5 mL   <\/p>\n\n\n\n

b) 10 mL   <\/p>\n\n\n\n

c) 15 mL   <\/p>\n\n\n\n

d) 20 mL   <\/p>\n\n\n\n

e) 25 mL   <\/p>\n\n\n\n

Gabarito: C<\/p>\n\n\n\n

Assumindo que o leite e o caf\u00e9 somente troquem calor entre si, o sistema pode ser considerado termicamente isolado. Ent\u00e3o:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n
\n\n\n\n

Espero que voc\u00ea tenha entendido um pouco melhor sobre Calor sens\u00edvel e Capacidade T\u00e9rmica<\/strong>. E se quiser ajuda para melhorar seu n\u00edvel de F\u00edsica em outras mat\u00e9rias, entre em contato comigo e escolha o curso de F\u00edsica mais adequado para voc\u00ea<\/a>!<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"Curso<\/a><\/figure>\n\n\n\n

SAIBA MAIS<\/strong>
\u2705 Calorimetria e dilata\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica<\/strong><\/a>
\u2705 Exerc\u00edcios sobre Dilata\u00e7\u00e3o de l\u00edquidos<\/strong><\/a>
\u2705 Exerc\u00edcios sobre Dilata\u00e7\u00e3o T\u00e9rmica S\u00f3lidos<\/a><\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Hoje vamos trouxe para voc\u00eas alguns exerc\u00edcios resolvidos sobre Calor Sens\u00edvel e Capacidade t\u00e9rmica. Mas antes de irmos para pr\u00e1tica, vamos fazer uma revis\u00e3o sobre o assunto. Acompanhe!<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":7965,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[764,228,656],"tags":[239,235,776,238,217,774,775],"class_list":["post-7961","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ondas","category-optica","category-termologia","tag-calor-sensivel","tag-calorimetria","tag-calorimetro","tag-capacidade-termica","tag-exercicios-resolvidos","tag-quantidade-de-calor-sensivel","tag-troca-de-calor"],"yoast_head":"\nO que \u00e9 calor sens\u00edvel e capacidade t\u00e9rmica? 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