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Cálculo da quantidade de calor sensível (equação fundamental da calorimetria)

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Cálculo da quantidade de calor sensível (equação fundamental da calorimetria)

Consideremos um corpo de massa m à temperatura inicial t1. 

Fornecendo-se uma quantidade de calor Q a esse corpo, suponha que sua temperatura aumente até tf. 

A experiência mostra que a quantidade de calor Q é proporcional à massa m e à variação de temperatura (tf – ti). Logo:

Q = mc(tf – ti) ou Q = mc t

Temos:
c = calor específico da substância;

t= tf – ti = variação de temperatura.

Observações:
1. Se tf > ti o corpo recebe calor, isto é, Q > 0; se tf < ti o corpo cede calor, isto é, Q < 0.

2. O produto m.c é a capacidade térmica do corpo.

Aplicações

01. Um bloco de ferro com massa de 600g está a uma temperatura de 20ºC. O calor específico do ferro é igual a 0,114cal/g.ºC.

a) Qual a quantidade de calor que o bloco deve receber para que sua temperatura passe de 20ºC a 50ºC?

b) Qual a quantidade de calor que o bloco deve ceder para que sua temperatura varie de 20ºC a –5ºC.

Solução:

a) Dados: m = 600g; ti = 20ºC; c = 0,114cal/g.ºC; tf = 50ºC

Q = mc(tf – ti) Q = 600 . 0,114 . (50 – 20)

Q = 2 052cal

b) Q = mc(tf – ti) Q = 600 . 0,114 . (-5 – 20)

Q = -1.710cal

02. Sob uma chama constante, de potência 192,5W, um corpo sofre um aumento de temperatura de 40°C em 2min. Determine, em cal/°C, a capacidade térmica desse corpo. Considere 1cal = 4,2J.

Solução:

A quantidade de calor fornecida ao corpo pela chama é: 

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