Aula 3 APOSTILA 2 º quinzena Física

SAVE OFFLINE

GOVERNO DO ESTADO DE RONDÔNIA SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO

ESCOLA ESTADUAL DE ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO PROF. ELVANDAS MARIA DE SIQUEIRA Avenida Porto Velho nº 880, Setor 01 - Buritis – RO fone. 3238-2590 Email: [email protected]

II APOSTILA AULAS REMOTAS (PERÍODO DE 15/03 A 26/03/2021) Componente Curricular: Física Professor (a): Venerane Rodrigues Aluno (a): kauany teodoro de souza Aulas dos dias (16/03 A 19/03/2021)

Número de aulas correspondentes neste período:04 Serie/Ano:2º Ano c NÚMERO DE AULA SEMANAL: 02

Calor Específico O calor específico (c) é uma grandeza física que está relacionada com a quantidade de calor que produz uma variação térmica, sendo uma característica de cada material. Dessa forma, ele determina a quantidade de calor necessária para a variação de 1 °C de 1g da substância. Em virtude do aumento de volume associado à dilatação térmica, parte da energia fornecida na forma de calor é usada para realizar trabalho contra o ambiente a pressão constante e não para aumentar a temperatura em si; o aumento de temperatura experimentado para um sistema à pressão constante é pois menor do que aquele que seria experimentado pelo mesmo sistema imposto o volume constante uma vez mantida a mesma transferência de energia na forma de calor. Uma razão pela qual o calor específico tem valores diferentes para diferentes substâncias é a diferença de massas molares, que é a massa de um mol de qualquer elemento, que é diretamente proporcional à massa molecular do elemento, a soma dos valores das massas atômicas da molécula em questão. A energia térmica é armazenada pela existência de átomos ou moléculas de vibração. Se uma substância tem uma massa molar mais leve, em seguida, cada grama de que tem mais átomos ou moléculas disponíveis para armazenar energia. Esta é a razão pela qual o hidrogênio, a substância com menor massa molar tem um calor específico muito elevado. A consequência deste fenômeno é a de que, quando se mede o calor específico em termos molares a diferença entre substâncias torna-se menos acentuada e o calor específico de hidrogênio para de ser atípico.

Tabela de Calor Específico Lembre-se que cada substância apresenta um calor específico. Confira abaixo uma tabela com 15 substâncias e os valores do calor específico de cada uma. Substância

Calor Específico (cal/g.ºC)

Água

1 cal/g.ºC

Álcool Etílico

0,58 cal/g.ºC

Alumínio

0,22 cal/g.ºC

Ar

0,24 cal/g.ºC

Areia

0,2 cal/g.ºC

Carbono

0,12 cal/g.ºC

Chumbo

0,03 cal/g.ºC

Cobre

0,09 cal/g.ºC

Ferro

0,11 cal/g.ºC

Gelo

0,50 cal/g.ºC

Hidrogênio

3,4 cal/g.ºC

Madeira

0,42 cal/g.ºC

Nitrogênio

0,25 cal/g.ºC

Oxigênio

0,22 cal/g.ºC

Vidro

0,16 cal/g.ºC

De acordo com os dados da tabela a água apresenta calor específico de 1 cal/g.ºC. Isso quer dizer que é necessária a energia de 1 cal para que haja a variação de 1 ºC em 1 g de água.

Fórmula do Calor específico Para calcular o calor específico das substâncias utiliza-se a seguinte fórmula: c = Q/m. ΔT ou c = C/m Onde, c: calor específico (cal/g.°C ou J/Kg.K) Q: quantidade de calor (cal ou J) m: massa (g ou Kg) ΔT: variação de temperatura (°C ou K) C: capacidade térmica (cal/°C ou J/K) No Sistema Internacional (SI), o calor específico é medido em J/Kg.K (Joule por quilograma e por Kelvin). No entanto, é muito comum ser medido em cal/g.°C (caloria por grama e por grau Celsius). 1 cal = 4,186 J

Atividades: 1. Ao visitar a praia durante um belo dia de sol, perceberemos que a areia estará bem quente, enquanto a água estará fria. Marque a alternativa que explica corretamente o motivo da diferença de temperatura entre as duas substâncias. a) O calor específico da água é muito menor que o da areia, por isso ela não se esquenta facilmente. X b) O calor específico da areia é menor que o da água, por isso ela sofre variações de temperatura com maior facilidade. c) A quantidade de água é infinitamente superior à quantidade de areia, por isso a água nunca se esquentará. d) Por ser um líquido e apresentar maior proximidade das moléculas, a água sempre apresentará maior dificuldade para elevar sua temperatura. e) Todas as explicações acima estão incorretas. 2. Marque a alternativa correta a respeito do calor específico. a) Calor específico é a quantidade de energia fixa necessária para que 1g de uma determinada substância eleve sua temperatura em 1 °C. X b) Calor específico é a quantidade de energia necessária para que 1 g de uma determinada substância sofra uma variação de 1,8 °F. c) Quanto maior for o calor específico de uma substância, mais fácil ela sofrerá variações de temperatura. d) Quanto menor for o calor específico de uma substância, mais difícil será para que ela sofra variações significativas de temperatura. e) Calor específico é uma grandeza caraterística apenas de sólidos e gases, e representa a quantidade de energia necessária para que 1 g de uma determinada substância sofra uma variação de 1 °C.

NÚMERO DE AULA SEMANAL: 02 Aulas dos dias (22/03 A 26/03/2021) Cálculos sobre capacidade térmica e calor específico

Capacidade térmica: Exemplo:

Ou ainda:

C = capacidade térmica; Q = quantidade de calor; m = massa do corpo; c = calor específico; ΔT = variação de temperatura.

Exemplo: 1. Ao fornecer 300 calorias de calor para um corpo, verifica-se como conseqüência uma variação de temperatura igual a 50 ºC. Determine a capacidade térmica desse corpo.

EXERCÍCIOS: 2. Ao fornecer 200 calorias de calor para um corpo, verifica-se como conseqüência uma variação de temperatura igual a 40 ºC. Determine a capacidade térmica desse corpo. C=200/40 C=5

3. Fornecendo 100 calorias de calor para um corpo, verifica-se como conseqüência uma variação de temperatura igual a 50 ºC. Determine a capacidade térmica desse corpo. C=100/50 C=2

Calor Específico: Q = m.c.ΔT. Onde: Q=Quantidade de calor M=Massa C=Calor específico

ΔT=Variação de temperatura

Exemplo: 1.O homem utiliza o fogo para moldar os mais diversos utensílios. Por exemplo, um forno é essencial para o trabalho do ferreiro na confecção de ferraduras. Para isso, o ferro é aquecido até que se torne moldável. Considerando que a massa de ferro empregada na confecção de uma ferradura é de 0,5 kg, que a temperatura em que o ferro se torna moldável é de 520 ºC e que o calor específico do ferro vale 0,1 cal/gºC, assinale a alternativa que fornece a quantidade de calor, em calorias, a ser cedida a essa massa de ferro para que possa ser trabalhada pelo ferreiro. Dado: temperatura inicial da ferradura: 20 ºC. a) 25 b) 250 c) 2500 d) 25000 e) 250000 Resoluçao:

Q= m.c.∆t= Q 500. 0,1. (520- 20)= Q=25.000 cal. EXERCICIOS:

1. Determine a quantidade de calor necessária para aquecer o volume de 2000 ml de água a uma temperatura de 25ºC até a temperatura de 100ºC, em condições normais de pressão. Calor especifico da água(1 cal/g.ºC). Q=2000.1.(100-25) Q=150000 cal

2. Determine a quantidade de calor necessária para aquecer o volume de 1000 ml de água a uma temperatura de 30ºC até a temperatura de 100ºC, em condições normais de pressão. Calor especifico da água(1 cal/g.ºC).

Q=1000.1.(100-30) Q=70000 cal

Verificação de Aprendizagem em Física: Nome: kauany teodoro de souza ______________________________2º ANO C 1. Ao colocar bebidas quentes em copos de alumínio, qualquer pessoa sentirá desconforto em segurar o copo e beber o líquido. Isso ocorre porque: a) por mais que seja um isolante térmico, o alumínio possui baixo calor específico e facilmente sofre variações de temperatura. b) o alumínio possui alto calor específico e facilmente sofre variações de temperatura. c) o alumínio é um ótimo condutor térmico de baixo calor específico. X b) o alumínio possui baixo calor específico e, por isso, facilmente sofre variações de temperaturas. e) o alumínio, tipo de material ferromagnético, possui baixo calor específico e, por isso, facilmente sofre variações de temperaturas.

2. É uma grandeza física que está relacionada com a quantidade de calor que produz uma variação térmica, sendo uma característica de cada material: a) Calor do fogo b) Calor latente c) Calor térmico d) Calor solar X e) Calor específico 3. Ao fornecer 150 calorias de calor para um corpo, verifica-se como conseqüência uma variação de temperatura igual a 10 ºC. Determine a capacidade térmica desse corpo. a) 10cal/ºC b) 30cal/ºC c) 25cal/ºC X d) 15cal/ºC e) 18cal/ºC 4. Marque a alternativa correta a respeito do calor específico. a) Calor específico é a quantidade de energia fixa necessária para que 1g de uma determinada substância eleve sua temperatura em 1 °C. X b) Calor específico é a quantidade de energia necessária para que 1 g de uma determinada substância sofra uma variação de 1,8 °F. c) Quanto maior for o calor específico de uma substância, mais fácil ela sofrerá variações de temperatura. d) Quanto menor for o calor específico de uma substância, mais difícil será para que ela sofra variações significativas de temperatura. e) Calor específico é uma grandeza caraterística apenas de sólidos e gases, e representa a quantidade de energia necessária para que 1 g de uma determinada substância sofra uma variação de 1 °C.

5. É armazenada pela existência de átomos ou moléculas de vibração.

a) Aterramento X b) Energia térmica c) Escoamento d) Referenciamento e) Energia solar