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CAPÍTULO X – Calorimetria 2 2 1) Defina: calor, trabalho, sistema, vizinhança, energia interna, entalpia, calor específico e capacidade calorífica. Calor: é a transferência de energia térmica de um sistema a outro ou entre partes de um mesmo sistema em virtude da diferença de temperaturas entre eles. Sistema: também chamado como substância de trabalho, é definido como a parte do universo que está sob consideração. Qualquer ente ou conjunto de entes sob enfoque define um sistema. Vizinhança: define-se como sendo toda a parte, região, que rodeia um sistema, por exemplo, sistema separa-se da sua vizinhança por uma fronteira. Um sistema juntamente com a sua vizinhança constitui o universo. Energia interna: é a energia necessária para criar o sistema. Entalpia: é uma grandeza física que mede a máxima energia em um sistema termodinâmico em forma de calor. Calor específico: é a quantidade de calor necessária para que cada grama de uma substância sofra uma variação de temperatura correspondente a 1°C. Essa grandeza é uma característica de cada tipo de substância e indica o comportamento do material quando exposto a uma fonte de calor. Capacidade calorifica: é a grandeza física que determina a relação entre a quantidade de calor fornecida a um corpo e a variação de temperatura observada neste. A capacidade térmica caracteriza o corpo, e não a substância que o constitui. 2. Em que se baseia a primeira lei da termodinâmica? O princípio da conservação de energia aplicada à termodinâmica, o que torna possível prever o comportamento de um sistema gasoso ao sofrer uma transformação termodinâmica. 3. O que é um calorímetro?O calorímetro é um aparelho isolado termicamente do meio ambiente usado para fazer estudos sobre a quantidade de calor trocado entre dois corpos de temperaturas diferente 4. Comparando o calor específico do metal com o da água, o metal se aquece ou se resfria mais ou menos rapidamente que a água? Por quê? O metal se aquece mais rapidamente que a água, pois possui menor calor específico. O calor específico da água é de 1 cal/g°C e do ferro é de 0,11 cal/g°C. Como o calor necessário para elevar em 1°C, 1 g de ferro é menor que o de água, tem-se que a água se aquece mais devagar que o ferro, ou seja, para uma mesma fonte de calor o ferro se aquece mais que a água. 5. Suponha que se tenham duas peças metálicas, uma de ferro e a outra de alumínio, de mesma massa, em água em ebulição. Ambas são colocadas em recipientes iguais com água a 25°C. Em qual caso a temperatura final da água será mais elevada? Justifique. Alumínio: 0,22 cal/g.ºC; Ferro: 0,11 cal/g.ºC O alumínio possui maior calor específico em relação ao ferro, o que indica que ele absorverá menos calor no tempo que ficará dentro da água. Logo, a água que irá conter experimento, porém usando a interpolação para as temperaturas mais próximas, temos: ferro apresentará uma maior temperatura. 4. Calcule a capacidade calorífica do calorímetro de alumínio. C= - [0,09827 . 4,18(315,9 – 336.8) + 0,09971 . 4,18(315,9 -298,7)]/(315,9 – 298,7) C= -0,63 5. Calcule o calor específico do metal utilizado e compare com o valor da tabela Cmetal= - [(0,096+100,3*4,18)*(4,6)] / 79*1*(-69.5) Cmetal= 0,351. 8. Qual o desvio percentual do valor experimental do calor específico do metal?Explique as possíveis fontes de erro. O valor foi muito mais elevado se comparado a tabela apresentada mais pode ser explicado pelo mau isolamento e perda do calor para o exterior e de o experimento não ter sido realizado nos padrões das condições normais de temperatura e pressão da CNTP. 9. Calcule o calor molar de neutralização da reação ocorrida no item 3.3. Qcedido reação= - (157,7*4,18+161,3)*(29,5-26) Qcedido reação= - (820,1)*(3,5) Qcedido reação= -2,87 Qcedido reação= 2,87/1= 2,87. 10. Compare o calor molar de neutralização da reação com o valor teórico do calor molar de neutralização da reação ocorrida no item 3.3 e comente as possíveis fontes de erros. Falta de homogeneidade da temperatura no meio constituído por água e material, devido à lentidão da troca de calor da água para o material, etc.; mau isolamento e perda de calor para o exterior. 2