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CALORIMETRIA

INTRODUÇÃO

As sensações de quente ou frio que sentimos no cotidiano estão relacionadas às trocas de energia entre o nosso corpo e o meio ambiente. A sensação de quente está relacionada ao ganho de energia, e a de frio, à perda de energia pelo nosso corpo. Isso acontece porque, ao colocarmos dois corpos quaisquer em contato, a energia térmica flui naturalmente do corpo mais quente para o mais frio.  

A Calorimetria é a parte da Termologia que estuda o calor e suas medidas.

UNIDADES DE MEDIDAS

Caloria ( cal ), a mais usada.

Joule, a unidade oficial do Sistema Internacional de Unidades ( S.I ).

1 Btu = 1 055 J = 252 cal  (Btu = "unidade térmica britânica")

1 cal = 4,186 J

1 Cal = 1 Kcal = 1 000 cal = 4 186 J = 3,97 Btu

A "caloria" (Cal) utilizada pelos médicos e nutricionistas é, na realidade, a quilocaloria (Kcal), também chamada de "grande caloria". A unidade Btu continua sendo usada na engenharia, principalmente no ramo de refrigeração (aparelhos de ar-condicionado, por exemplo).   

CAPACIDADE TÉRMICA DE UM CORPO ( C )

A capacidade térmica de um corpo é a razão entre a quantidade de calor que o corpo troca (ganhando ou perdendo) e a variação de temperatura que ele sofre nesta troca.

Sua unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades ( S.I ) é o J / K, sendo que a mais usada é a cal / oC

 

CALOR ESPECÍFICO DE UMA SUBSTÂNCIA ( c )

Chamamos de Calor específico de uma substância ( c ) a razão entre a quantidade de calor que a substância troca e o produto entre a sua massa e a variação de temperatura sofrida.

Esta grandeza tem sua unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades ( S.I ) o J / kg . K, porém a mais usada é a cal/g . oC

CALOR ESPECÍFICO DE ALGUMAS SUBSTÂNCIAS

substância

em cal/g oC

substância

em cal/g oC

água 

1,00

gelo

0,55

alumínio

0,22

latão

0,094

areia

0,20

mercúrio

0,033

cobre

0,093

ouro

0,032

chumbo

0,031

prata

0,056

estanho

0,055

vapor de água

0,48

ferro

0,11

vidro

0,20

éter

0,56

álcool

0,58

acetona

0,52

concreto

0,20

etanol

0,59

metanol

0,61

silício

0,17

titânio

0,054

 

O corpo humano necessita de energia para sua manutenção e para desempenhar tarefas. A tabela a seguir mostra a energia absorvida pelo organismo para cada 100 g de certos alimentos.

alimentos

energia (em Kcal)

alimentos

energia (em Kcal)

alface

15

escarola

20

melancia

30

cenoura

40

refrigerante

40 (por 100 ml)

cerveja

45 (por 100 ml)

laranja

50

linguado

70

batata

80

vinho

85 (por 100 ml)

banana

90

lagosta

90

frango

200

abacate

250

pão

270

mel

290

feijão

340

arroz

260

carne (hambúrguer)

360

bacalhau

380

açucar

390

chocolate

470

fígado

136

ovo

163

leite de vaca cru

63

arroz polido cozido

167

 

CALOR DE COMBUSTÃO ou introdução

Todos os organismos humanos precisam de energia para a sua sobrevivência. Os animais, por exemplo, a alimentação é a sua principal fonte de energia. O Ser Humano, através da alimentação, ingere carboidratos, proteínas e gorduras, que, juntos, possibilitam um fornecimento de energia necessária para a realização de todas as suas atividades diárias.

Máquinas e motores também necessitam de energia para realizar trabalho; nestes casos, a principal fonte de energia é o combustível. Os combustíveis, assim como os alimentos, contêm energia, que pode ser liberada e utilizada por outros mecanismos.   

A energia contida nos alimentos e nos combustíveis pode ser medida por meio da queima (combustão). A combustão é uma reação exotérmica (liberação de calor) de uma substância com o oxigênio. Assim a queima de 1 grama de uma determinada substância libera uma quantidade de calor, denominada "calor de combustão".

Calor de combustão é a quantidade de calor liberada na queima de 1 g de uma substância, medida em cal/g. 

A tabela seguinte apresenta os calores de combustão de alguns combustíveis.

Combustível

Calor de Combustão (cal/g)

gás hidrogênio

29 000

gás natural

11 900

gasolina

11 100

óleo diesel

10 900

álcool etílico

6 400

lenha

2 800 a 4 400

 

EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA

OBS.: A quantidade de calor Q é também conhecida como CALOR SENSÍVEL. 

 

CALORÍMETRO

O Calorímetro é um aparelho utilizado em laboratório com o objetivo de si realizar experiências envolvendo trocas de calor entre corpos ou substâncias.

 

TROCAS DE CALOR

Dois corpos ou mais ( com temperaturas diferentes) quando colocados em contato (ou próximos) podem trocar calor entre si, obedecendo a expressão a seguir: