Calorimetria

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Calor

Energia térmica em trânsito motivada por uma diferença de temperatura entre corpos.

Temperatura

Grandeza escalar que mede o grau de agitação térmica média das partículas de um sistema.

Equilíbrio térmico

Estado no qual dois ou mais corpos em contato térmico atingem a mesma temperatura, cessando a troca líquida de calor.

Lei Zero da Termodinâmica

Se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, então eles estão em equilíbrio térmico entre si.

Caloria (cal)

Quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 grama de água de 14,5 °C para 15,5 °C sob pressão normal.

Equivalente mecânico do calor

Relação que converte calorias em joules, expressa pela equivalência aproximada de 1 cal = 4,184 J.

Calor sensível

Calor trocado por um corpo que provoca exclusivamente variação em sua temperatura, sem alterar seu estado físico.

Equação fundamental da calorimetria

Expressa por Q = m · c · ΔT, calculando a quantidade de calor sensível trocada em função da massa e do calor específico.

Capacidade térmica (C)

Razão entre o calor trocado por um corpo e a correspondente variação de temperatura (C = Q/ΔT ou C = m · c).

Calor específico (c)

Quantidade de calor necessária para variar em 1 °C a temperatura de 1 unidade de massa de uma substância.

Calor latente

Quantidade de energia térmica trocada por uma substância exclusivamente para mudar seu estado de agregação física.

Fórmula do calor latente

Expressa pela relação Q = m · L, onde L representa o calor latente específico da transformação de fase.

Mudança de fase

Transformação estrutural e energética entre os estados sólido, líquido e gasoso, ocorrendo a temperatura constante em substâncias puras.

Fusão

Transição de fase endotérmica na qual uma substância passa do estado sólido para o estado líquido.

Solidificação

Transição de fase exotérmica na qual uma substância passa do estado líquido para o estado sólido.

Vaporização

Passagem endotérmica do estado líquido para o gasoso, subdividida em evaporação, ebulição e calefação.

Evaporação

Vaporização lenta e espontânea que ocorre exclusivamente na superfície livre do líquido a qualquer temperatura abaixo da ebulição.

Ebulição

Vaporização rápida e turbulenta com formação de bolhas por toda a massa líquida a uma temperatura e pressão determinadas.

Calefação

Vaporização quase instantânea que ocorre quando um líquido entra em contato com uma superfície com temperatura muito superior ao seu ponto de ebulição.

Condensação ou Liquefação

Transição de fase exotérmica que converte gás ou vapor em líquido pela remoção de calor ou aumento de pressão.

Sublimação

Passagem direta do estado sólido para o estado gasoso, ou o processo inverso, sem passar pela fase líquida intermediária.

Processo endotérmico

Processo termodinâmico caracterizado pela absorção líquida de calor pelo sistema a partir da sua vizinhança (Q > 0).

Processo exotérmico

Processo termodinâmico no qual o sistema libera energia térmica para o ambiente externo (Q < 0).

Calorímetro

Dispositivo isolado termicamente usado para medir trocas de calor entre substâncias e corpos colocados em seu interior.

Calorímetro ideal

Aparato que apresenta isolamento térmico perfeito e possui capacidade térmica nula, não absorvendo calor dos corpos internos.

Equivalente em água de um calorímetro

Massa fictícia de água que requer a mesma quantidade de calor que o calorímetro para sofrer idêntica variação de temperatura.

Princípio das trocas de calor

Em um sistema termicamente isolado, o somatório de todos os calores cedidos e absorvidos pelos corpos é igual a zero (ΣQ = 0).

Curva de aquecimento

Gráfico que representa a evolução da temperatura de uma substância em função do tempo ou da quantidade de calor absorvida.

Patamar na curva de aquecimento

Região horizontal no gráfico de temperatura que indica a ocorrência de uma transição de fase sob temperatura constante.

Ponto de fusão

Temperatura fixa sob dada pressão na qual coexistem em equilíbrio as fases sólida e líquida de uma substância pura.

Ponto de ebulição

Temperatura sob determinada pressão na qual a pressão de vapor do líquido iguala a pressão externa exercida sobre sua superfície.

Pressão e ponto de ebulição

O aumento da pressão externa eleva o ponto de ebulição de um líquido, enquanto a redução da pressão o diminui.

Panela de pressão

Aparelho fechado que aprisiona vapor, elevando a pressão interna e fazendo a água ferver acima de 100 °C, acelerando o cozimento.

Regelo de Tyndall

Fenômeno em que o gelo se funde sob alta pressão mecânica e solidifica novamente logo após o alívio dessa pressão.

Substância anômala da água

Comportamento atípico em que a água atinge sua densidade máxima a 4 °C e se expande volumetricamente ao se congelar.

Propagação de calor por condução

Transferência de energia térmica partícula a partícula através de colisões microscópicas, predominante em sólidos.

Lei de Fourier

Define o fluxo de calor por condução como diretamente proporcional à área e ao gradiente térmico, e inversamente à espessura do material.

Condutibilidade térmica (k)

Constante física que quantifica a facilidade com que um material específico conduz calor através de sua estrutura interna.

Isolante térmico

Material que possui baixa condutibilidade térmica, dificultando a taxa de transferência de calor por condução.

Propagação de calor por convecção

Transferência de calor pelo movimento macroscópico de massas fluidas induzido por diferenças de densidade criadas pelo calor.

Correntes de convecção

Padrões circulatórios de fluidos gerados pela ascensão de porções quentes e menos densas e descida de porções frias e mais densas.

Propagação de calor por irradiação

Transferência de energia térmica por meio de ondas eletromagnéticas (infravermelho), sem exigir meio material para ocorrer.

Lei de Stefan-Boltzmann

Afirma que a potência total emitida por unidade de área de um corpo negro é proporcional à quarta potência de sua temperatura absoluta.

Corpo negro

Objeto ideal que absorve toda a radiação incidente sobre sua superfície e atua como emissor térmico perfeito em todas as frequências.

Emissividade

Grandeza adimensional entre 0 e 1 que mede a eficiência de uma superfície em emitir energia térmica radiante comparada a um corpo negro.

Garrafa térmica (vaso de Dewar)

Recipiente com vácuo intermediário e paredes espelhadas concebido para minimizar as trocas por condução, convecção e irradiação.

Fluxo de calor (Φ)

Taxa temporal em que a energia térmica atravessa uma determinada seção de matéria (expressa por Φ = Q/Δt).

Poder calorífico

Quantidade de calor liberada pela queima ou combustão completa de uma unidade de massa ou volume de um combustível.

Poder calorífico superior (PCS)

Energia liberada na combustão considerando a condensação e o aproveitamento do calor latente do vapor de água gerado.

Poder calorífico inferior (PCI)

Energia útil liberada na combustão sem contabilizar a condensação da água contida nos gases de exaustão.

Diagrama de fases

Gráfico bidimensional de pressão versus temperatura que delimita as regiões de estabilidade dos estados sólido, líquido e vapor.

Ponto triplo

Ponto singular de pressão e temperatura no diagrama de fases no qual as três fases da matéria coexistem em perfeito equilíbrio estável.