Termologia - calorimetria

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Termologia / Calorimetria
Escalas Termométricas Vamos abordar três escalas. A escala Celsius desenvolvida pelo físico sueco Anders Celsius (1701 - 1744), a escala Fahrenheit desenvolvida por Daniel G. Fahrenheit (1685 - 1736). A terceira é a escala absoluta Kelvin desenvolvida por William Thomson (1824 - 1907). É importante salientar que a escala Kelvin não utiliza em seu símbolo o grau o.Para relacionar as escalas e determinar uma relação de conversão entre elas, basta elaborar uma expressão de proporção entre elas, da seguinte forma:

Ou ainda utilizar os dados da seguinte tabela: Conversão de: Para: Fórmula: o Graus Celsius Graus Fahrenheit F=o C . 1,8 + 32 o Graus Fahrenheit Graus Celsius C=(oF-32) / 1,8 Graus Celsius Kelvin K=o C + 273 o Kelvin Graus Celsius C=K - 273 o GrausFahrenheit Kelvin K=( F – 460) / 1,8 Kelvin Graus Fahrenheit o F=K . 1,8 - 460 De salientar que o zero absoluto ou 0 K corresponde a -273,15 o C e a -459,67 o F.
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Variação de temperatura Na imagem das escalas podemos observar que a escala Celsius e a escala Kelvin possuem a mesma variação de temperatura. Variação da escala Celsius: Variação da escala Kelvin: Já a escalaFahrenheit é dividida em 180 partes e não corresponde à mesma variação nas outras duas escalas.
o O

Relação de conversão de variações

Dilatação térmica dos sólidos A dilatação térmica dos sólidos aparece em três tipos: dilatação linear (aquela que ocorre em apenas uma dimensão), dilatação superficial (ocorre em duas dimensões) e dilatação volumétrica (ocorre em três dimensões). Dilatação linear Adilatação linear é dada pelas seguintes fórmulas:

Onde é coeficiente de dilatação linear do material, diferente para cada tipo de material. Sua unidade de medida é o C-1 e em o C
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O comprimento final é dado pelas seguintes fórmulas:

Dilatação superficial A dilatação superficial é dada pelas seguintes fórmulas:

Onde

é o coeficiente de dilatação superficial. é dado pelasseguintes fórmulas:

A área final

A relação do coeficiente de dilatação superficial com o linear é dada por:

Dilatação volumétrica A dilatação volumétrica é dada pelas seguintes fórmulas:

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Onde é o coeficiente de dilatação volumétrica. O volume final é dado pelas seguintes fórmulas:

A relação do coeficiente de dilatação volumétrico coeficientes é dada por

com osoutros

Tabela de dilatação linear de algumas substâncias Substância Chumbo Zinco Alumínio Prata Cobre Ouro (oC-1) 27.10-6 26.10-6 22.10-6 19.10-6 17.10-6 15.10-6 Substância Platina Vidro (comum) Tungsténio Vidro (pyrex) Ferro Cromo (oC-1) 9.10-6 8.10-6 4,3.10-6 3.10-6 12.10-6 4,9.10-6

Dilatação térmica dos líquidos A dilatação de um líquido deve levar em consideração a dilatação aparente(extravasada) e a do recipiente, considerando o recipiente cheio.
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A dilatação volumétrica real do líquido é dada pelas seguintes fórmulas:

A dilatação do recipiente:

A dilatação aparente:

O coeficiente aparente:

Quando se fala em referirmo-nos ao líquido.

,

,

ou

, estamos sempre a

Capacidade térmica e calor específico Definimos capacidade térmica (unid:g/o C) de um corpo como sendo a quantidade de calor necessária por unidade de variação da temperatura do corpo.

A capacidade térmica é uma característica do corpo e não da substância. Portanto diferentes blocos de um certo material têm capacidades térmicas diferentes, apesar de serem constituídos da mesma substância. Quando consideramos a capacidade térmica da unidade de massa, temos o calorespecífico da substância considerada.
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Calor específico é uma característica da substância e não do corpo. Portanto, cada substância possui o seu calor específico.

Eis uma tabela do calor específico de algumas substâncias Substância Água Álcool Alumínio Chumbo Cobre Ferro Mercúrio Prata Gelo Vidro Vapor de água Calor específico (cal/g.oC) 1,000 0,580 0,219 0,031 0,093 0,550...
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