Calorimetria

Calor

Calor é a energia que é transmitida entre corpos que se encontram em diferentes temperaturas. No Sistema Internacional, sua unidade de media é o Joule (J), mas pode-se usar também a caloria (cal).

CALORIA: uma caloria é a quantidade de energia oferecida a um grama de água para elevar sua temperatura de 14,5º C para 15,5º C.

Para conversão: 1 cal = 4,2 J.

Estados Físicos da Matéria

SÓLIDO: moléculas bem organizadas e a substância possui forma e volume bem definidos.

LÍQUIDO: a substância não possui forma definida.

GASOSO: a substância ocupa todo o volume do recipiente.

PROCESSOS ENDOTÉRMICOS: quando a substância recebe calor; refere-se a fusão, vaporização e sublimação.

PROCESSOS EXOTÉRMICOS: quando a substância perde calor; refere-se a solidificação, condensação e sublimação inversa.

É preciso lembrar que existe uma influência da pressão sobre as mudanças de fase. Isso porque a vaporização ocorre quando as moléculas do líquido possuem energia suficiente para equilibrar a pressão externa e se desprender do líquido. Assim, quanto maior for a pressão externa, maior deverá ser a energia necessária para que ocorra a vaporização de determinada substância. Além disso, o aumento na pressão ajuda a diminuir o volume da substância, dificultando na fusão da maioria das substâncias, acarretando no aumento de temperatura de suas respectivas fusões. Com o aumento da altitude, a pressão diminui, junto com o  ponto de ebulição da água (diminui também).

Diagrama de Fases

É um gráfico que relaciona a pressão com a temperatura de uma substância e as curvas de equilíbrio sólido-líquido, líquido-vapor e sólido-vapor. Geralmente, o aumento de pressão acarreta no aumento da temperatura de fusão, mas com a água é diferente. Observe as imagens:

O ponto T representa o ponto triplo. Lembre-se que os valores de pressão e temperatura do ponto triplo (PT e TT) dependem da substância.

Praticando

  1. As cidades A e B possuem as seguintes altitudes com relação ao nível do mar: A = 3.640 m e B = 10 m. Analise as afirmações:
  1. A temperatura de ebulição da água é maior na cidade A.
  2. A temperatura de ebulição da água não depende da altitude.
  3. A temperatura de ebulição da água é a mesma nas duas cidades.
  4. A temperatura de ebulição da água é maior na cidade B.

Analisando as afirmativas, temos que:

  1. Falsa. A cidade A é mais alta que a cidade B, portanto sua pressão é menor, e o ponto de ebulição menor também.
  2. Falsa. A temperatura de ebulição varia de acordo com a altitude, pois sofre influência das diferenças de pressão.
  3. Falsa. A temperatura de ebulição varia de acordo com a altitude, pois sofre influência das diferenças de pressão.
  4. Verdadeira. A cidade B é mais baixa que a A, portanto a temperatura  de ebulição da água deve ser maior.

Resumo

O estado físico de uma substância (sólido, líquido e gasoso) depende da pressão exercida sobre ela. Pode-se colocar os valores em um diagrama P x T, determinando o diagrama de fases.

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