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Como dito na aula passada, quando um corpo recebe calor ocorre a variação de temperatura ou mudança do estado de agregação da matéria. Nessa aula vamos estudar a calorimetria das mudanças de estado de agregação da matéria!
Vamos imaginar uma situação: Um objeto inicialmente no estado sólido está recebendo calor continuamente. Por enquanto o objeto não chegou na sua temperatura de fusão, portanto ele está ganhando temperatura. No momento em que o corpo chega na sua temperatura de fusão acontecem duas coisas: A Temperatura para de variar e Há presença do corpo liquido e sólido ao mesmo tempo. -pois o sólido começa a se fundir nessa temperatura.
Lembre-se o seguinte: Uma variável muito importante na temperatura de fusão é a pressão atmosférica. Depois que o corpo vira completamente líquido, a temperatura começa a subir novamente. Para essa transformação, é necessário que o corpo ganhe um certa quantidade de calor Q. Para calcularmos a quantidade de calor necessário para a transformação completa do sólido para o líquido:
m = Massa do corpo que passa pela mudança do estado de agregação. [g]
L = Constante de proporcionalidade (calor de fusão). [cal/g]
Interpretação da fórmula: “São necessários Q calorias para fusionar m gramas de uma substância”.
Agora vamos imaginar o processo inverso, o corpo inicialmente começa líquido, mas com a perda de calor contínua do corpo, a temperatura do corpo começa a abaixar até chegar em sua temperatura de solidificação. Ao chegar a essa temperatura, a variação de temperatura se torna nula, e começa a se solidificar. Após perder uma quantidade de calor Q, o corpo se solidifica totalmente e assim, a temperatura volta a abaixar.
m = Massa do corpo que passa pela mudança do estado de agregação. [g]
L = Constante de proporcionalidade (calor de solidificação). [cal/g]
Primeiramente devemos saber que evaporização é diferente de ebulição. As duas são consideradas o processo de vaporização.
É a passagem lenta do líquido para o vapor. A evaporização pode acontecer em qualquer temperatura.
Exemplo: água da superfície da louça que seca depois de um tempo.
É a passagem rápida do líquido para o vapor. Acontece na temperatura de ebulição, e como os processos anteriores, na temperatura de ebulição a variação de temperatura é nula e começa a transformação do líquido para vapor.
Como o processo inverso, com a perda de calor contínua, a temperatura vai abaixando até a temperatura de liquefação ou de vaporização.
Então começa a transformação do sólido para o líquido.
Como explicado nessa aula, observe como funciona um gráfico da temperatura em relação ao tempo. Começamos pela 0ºC, onde está tendo a fusão da água, Observe também que a temperatura permanece constante apesar de estar recebendo calor. Quando transformado totalmente em líquido, a temperatura começa a aumentar novamente até a temperatura de ebulição. Então à 100ºC, começa a transformação de líquido para vapor e a temperatura permanece constante até que a transformação esteja completa para a temperatura voltar a variar.
