FISICA E QUIMICA

10º Ano de Escolaridade – Ano letivo 2013/14

Física: AL 1.4 – Balanço energético num sistema termodinâmico

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Nome: ____________________________________Turma: ____ Nº: ____ Professor: _________________
Parte I
Questões-problema: Para arrefecer um copo de água será mais eficaz colocar nele água a
0 ºC ou uma massa igual de gelo à mesma temperatura?
Qual a temperatura final da água nas duas medições, após ter decorrido o intervalo de tempo necessário para fundir toda a massa de gelo utilizada?
Informação:
Uma substância pode aparecer sob vários “formas” ou “fases” sem deixar de ser a mesma substância. Por exemplo, a água pode aparecer sob a forma sólida (gelo), líquida (a forma mais frequente na Terra) e gasosa (vapor de água).
Durante as mudanças de fase a temperatura da substância mantém-se constante (Δθ = 0), enquanto absorve ou liberta energia por calor.
E

porque

se

mantém

constante

a

temperatura da substância, apesar de, por exemplo, se fornecer energia por calor?
A energia fornecida por calor é utilizada para
“enfraquecer” as ligações inter-moleculares.
A quantidade de energia por calor, Q, absorvida ou libertada por uma dada massa, m, de uma substância, numa mudança de fase, a uma certa pressão, pode calcular-se por: Q = m x ΔH onde ΔH é variação de entalpia, por exemplo, de fusão, ΔHfusão, de vaporização, ΔHvaporização, de solidificação, ΔHsolidificação ou de condensação, ΔHsolidificação.
A quantidade de energia por calor envolvida na mudança de estado físico da uma unidade de massa de uma substância, ΔH, é uma característica da substância.
A forma como a temperatura da água varia com o tempo, quando lhe é fornecida energia por calor, encontra-se representada na figura.
Os patamares (2) e (4), onde a temperatura se mantém constante, correspondem a mudanças de estado físico, à coexistência das fases sólida e líquida ou líquida e gasosa, respetivamente.

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Questões pré-laboratoriais: