Pra que a questão acima fique mais clara, vamos trazer alguns termos importantes, já que se trata de um dos assuntos que mais caem em Física na UERJ.
Revisar e ficar ligado nesses termos é importante, pois evita que você acabe se atrapalhando na hora do cálculo, fazendo com que ou você erre a questão ou então perca seu precioso tempo procurando onde está o erro.
O que é calorimetria?
Primeiro vamos repassar o que é acalorimetria.
Se a gente perceber um pouco sobre os termos que formam a palavra, teremos pistas interessantes sobre o que ele significa.
Sendo assim, por “calor” a gente pode entender como algo que esteja quente ou aquecido, mas nesse contexto está mais relacionado à temperatura.
Já o termo “metri” tem origem na Grécia e significa medir ou medida.
Então a gente pode entender por calorimetria a ação de medir o calor de um determinado corpo, substância, etc.
Fique ligado que esse assunto é um que mais cai em Física na UERJ, jovem!
Nesse sentido, a gente conta com várias fórmulas diferentes que vão ajudar nessa tarefa, mas tudo vai depender muito da situação, por isso, a interpretação de texto é muito importante no momento de responder às questões nessa disciplina.
Abaixo relacionamos algumas fórmulas. Aproveite pra exercitar a aplicação delas até que você possa memorizá-las, lembre-se que na hora da prova o único disco rígido que você vai poder acessar é do seu cérebro.
Fórmula do Calor Específico:
ΔQ = m·c·ΔT,
Nessa fórmula, o “ΔQ” equivale a quantidade do calor, já o “m” diz respeito à massa.
O “c” é referente ao calor específico que será usado na operação e o “ΔT” é a variação que houve na temperatura do período.
Uma curiosidade é que essa equação costuma ser conhecida também como “Equação Fundamental da Calorimetria”.
Fórmula do calor latente:
ΔQ = m·L
Nessa fórmula, o “ΔQ” diz respeito à a quantidade de calor envolvido no processo, já o “m” se refere a massa e a letra “L” representa o calor latente;
Você percebeu que da fórmula anterior a gente utilizou apenas a massa?
Ao usar as duas fórmulas a gente consegue descobrir bastante coisa diferente de um contexto, referente à sua temperatura, não é mesmo?
Fórmula da capacidade térmica:
C = ΔQ/ΔT ou então
C = m·c
Nessa fórmula, o “C” vai representar a capacidade térmica do corpo, substância o que tiver sendo estudado.
Já o “ΔQ” refere-se a quantidade do calor envolvida no processo.
O “ΔT” diz respeito à variação que a temperatura teve, o “m” é a letra usada pra representar a massa e, por fim, o “c” indica o calor específico da situação que está sendo analisada.
E aí, já consegui fixar na sua mente essas fórmulas e o conceito de cada termo utilizado nas equações?
Olhe lá… a sua aprovação pode depender disso, então não durma no ponto!
Quais os tipos de misturas
Em relação às misturas, aí a gente vai ter que entrar um pouco na área de química.
Mas perceba que física é uma matéria que trabalha muito com aspectos de outras disciplinas, principalmente matemática e, com nesse caso, química.
Sendo assim, primeiramente, o que a gente pode entender por mistura?
Ela nada mais é do que matérias, ou porções delas, que são compostas de uma ou mais substâncias.
Pra você entender melhor o conceito, é preciso compreender que são materiais que possuem características muito bem delimitadas, propriedades devidamente determinadas e, de certa maneira, constantes.
Exemplificando, vamos pegar a água destilada, que possui o seu ponto de fusão a 1 atm de 0°, seu ponto de ebulição, também em 1 atm, é e 100°C e tem a densidade de 1,0g/m³.
Sempre que essas propriedades da água destilada forem medidas, você obterá o mesmo resultado.
Porém as propriedades da água destilada não são iguais, por exemplo, a do cloreto de sódio, que consiste em uma outra substância.
Essa informação é relevante pra que você entenda que não existem duas substâncias que têm as mesmas propriedades.
Substâncias simples e compostas
Outro ponto importante é que as substâncias podem ser formadas por átomos de tipo único, como acontece com o gás hélio, constituído apenas por esse elemento (He), denominada de substância simples.
Também podem ser formadas por moléculas com diferentes tipos de átomos, denominadas de substâncias compostas, como acontece com a água, formada pela união do hidrogênio com o oxigênio (H2O).
Há ainda aquelas substâncias as quais surgem por meio de aglomerados iônicos, como acontece com o cloreto de sódio.
Nesse sentido, a mistura é formada pela junção de duas ou mais substâncias que podem ser:
- homogêneas, quando seu aspecto é uniformizado, ou seja, possui apenas uma fase;
- heterogêneas, as que possuem mais de uma fase, ou seja, cuja diferença nas substâncias pode ser visualmente identificada, na maioria das vezes, com facilidade.
Qual a importância de se igualar as massas e temperaturas?
Outro ponto importante relacionado à resolução do exercício, sendo também um assunto que mais cai na UERJ, é igualar as massas.
No caso que trouxemos as medidas estavam em gramas, mas se estivesse, por exemplo, em quilogramas, seria necessário realizar a transformação, pra que você tenha a resposta correta da sua questão.
Além disso, é fundamental prestar atenção à medida das temperaturas, pois, embora seja comum se utilizar a Escala Célsius, você poderá encontrar questões que utilizam também a escala Fahrenheit ou Escala Kelvin.
Exercício de Física
Considere X e Y dois corpos homogêneos, constituídos por substâncias distintas, cujas massas correspondem, respectivamente, a 20 g e 10 g.
O gráfico abaixo mostra as variações da temperatura desses corpos em função do calor absorvido por eles durante um processo de aquecimento.
Determine as capacidades térmicas de X e Y e, também, os calores específicos das substâncias que os constituem.
R: Com base no gráfico, pode-se calcular a capacidade térmica C de um corpo, que é dada por:
Assim,
cal/k
cal/k
Já o calor específico c corresponde à razão entre a capacidade térmica e a massa de um corpo:
Neste caso,
Praticar o que mais cai em Física na UERJ é a solução!
Como a gente percebeu em nossa conversa, a resolução de uma única questão envolveu conceitos de diferentes disciplinas.
Nesse sentido, tratando-se de física, é importante que você tenha um acompanhamento adequado da disciplina, estudando conceitos e memorizando fórmulas.
As fórmulas são facilmente absorvidas quando você passa a responder às atividades, devido ao uso frequente.
Na verdade, buscar resolver problemas referentes ao que você tenha estudado em suas disciplinas, principalmente de cálculo, é um caminho que se mostra bastante eficiente pra aprender melhor os conteúdos.
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