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CALORIMETRIA |
INTRODUÇÃO
As sensações de quente ou frio que sentimos no cotidiano estão relacionadas às trocas de energia entre o nosso corpo e o meio ambiente. A sensação de quente está relacionada ao ganho de energia, e a de frio, à perda de energia pelo nosso corpo. Isso acontece porque, ao colocarmos dois corpos quaisquer em contato, a energia térmica flui naturalmente do corpo mais quente para o mais frio.
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A Calorimetria é a parte da Termologia que estuda o calor e suas medidas. |
UNIDADES DE MEDIDAS
Caloria ( cal ),
a mais usada.
Joule, a unidade
oficial do Sistema Internacional de Unidades ( S.I ).
1 Btu = 1 055 J = 252 cal (Btu = "unidade térmica
britânica")
1 cal = 4,186 J
1 Cal = 1 Kcal = 1 000 cal = 4 186 J = 3,97 Btu
A "caloria" (Cal) utilizada pelos médicos e nutricionistas é, na realidade, a quilocaloria (Kcal), também chamada de "grande caloria". A unidade Btu continua sendo usada na engenharia, principalmente no ramo de refrigeração (aparelhos de ar-condicionado, por exemplo).
CAPACIDADE TÉRMICA DE UM CORPO ( C )
A capacidade térmica de um corpo é a razão entre a quantidade de calor que o corpo troca (ganhando ou perdendo) e a variação de temperatura que ele sofre nesta troca.
Sua unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades ( S.I ) é o J / K, sendo que a mais usada é a cal / oC
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CALOR ESPECÍFICO DE UMA SUBSTÂNCIA ( c )
Chamamos de Calor específico de uma substância ( c ) a razão entre a quantidade de calor que a substância troca e o produto entre a sua massa e a variação de temperatura sofrida.
Esta grandeza tem sua unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades ( S.I ) o J / kg . K, porém a mais usada é a cal/g . oC
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CALOR ESPECÍFICO DE ALGUMAS
SUBSTÂNCIAS
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substância |
em cal/g oC |
substância |
em cal/g oC |
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água |
1,00 |
gelo |
0,55 |
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alumínio |
0,22 |
latão |
0,094 |
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areia |
0,20 |
mercúrio |
0,033 |
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cobre |
0,093 |
ouro |
0,032 |
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chumbo |
0,031 |
prata |
0,056 |
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estanho |
0,055 |
vapor de água |
0,48 |
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ferro |
0,11 |
vidro |
0,20 |
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éter |
0,56 |
álcool |
0,58 |
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acetona |
0,52 |
concreto |
0,20 |
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etanol |
0,59 |
metanol |
0,61 |
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silício |
0,17 |
titânio |
0,054 |
O corpo humano necessita de energia para sua manutenção e para desempenhar tarefas. A tabela a seguir mostra a energia absorvida pelo organismo para cada 100 g de certos alimentos.
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alimentos |
energia (em Kcal) |
alimentos |
energia (em Kcal) |
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alface |
15 |
escarola |
20 |
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melancia |
30 |
cenoura |
40 |
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refrigerante |
40 (por 100 ml) |
cerveja |
45 (por 100 ml) |
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laranja |
50 |
linguado |
70 |
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batata |
80 |
vinho |
85 (por 100 ml) |
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banana |
90 |
lagosta |
90 |
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frango |
200 |
abacate |
250 |
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pão |
270 |
mel |
290 |
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feijão |
340 |
arroz |
260 |
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carne (hambúrguer) |
360 |
bacalhau |
380 |
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açucar |
390 |
chocolate |
470 |
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fígado |
136 |
ovo |
163 |
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leite de vaca cru |
63 |
arroz polido cozido |
167 |
CALOR DE COMBUSTÃO ou introdução
Todos os organismos humanos precisam de energia para a sua sobrevivência. Os animais, por exemplo, a alimentação é a sua principal fonte de energia. O Ser Humano, através da alimentação, ingere carboidratos, proteínas e gorduras, que, juntos, possibilitam um fornecimento de energia necessária para a realização de todas as suas atividades diárias.
Máquinas e motores também necessitam de energia para realizar trabalho; nestes casos, a principal fonte de energia é o combustível. Os combustíveis, assim como os alimentos, contêm energia, que pode ser liberada e utilizada por outros mecanismos.
A energia contida nos alimentos e nos combustíveis pode ser medida por meio da queima (combustão). A combustão é uma reação exotérmica (liberação de calor) de uma substância com o oxigênio. Assim a queima de 1 grama de uma determinada substância libera uma quantidade de calor, denominada "calor de combustão".
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Calor de combustão é a quantidade de calor liberada na queima de 1 g de uma substância, medida em cal/g. |
A tabela seguinte apresenta os calores de combustão de alguns combustíveis.
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Combustível |
Calor de Combustão (cal/g) |
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gás hidrogênio |
29 000 |
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gás natural |
11 900 |
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gasolina |
11 100 |
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óleo diesel |
10 900 |
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álcool etílico |
6 400 |
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lenha |
2 800 a 4 400 |
EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA
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OBS.: A quantidade de calor Q é também conhecida como CALOR SENSÍVEL.
CALORÍMETRO
O Calorímetro é um aparelho utilizado em laboratório com o objetivo de si realizar experiências envolvendo trocas de calor entre corpos ou substâncias.
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TROCAS DE CALOR
Dois corpos ou mais ( com temperaturas diferentes) quando colocados em contato (ou próximos) podem trocar calor entre si, obedecendo a expressão a seguir:
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