Calorimetria

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Calor Sensível e Calor Latente

Calor Sensível

Calor que provoca variação de temperatura sem mudança de fase:

Grandeza	Símbolo	Unidade
Massa	m	g
Calor específico	c	J g⁻¹ K⁻¹
Variação de temperatura	ΔT	K ou °C
Moles	n	mol
Capacidade calorífica molar	C	J mol⁻¹ K⁻¹

Calor específico da água: J g⁻¹ K⁻¹ (memorize!)

Calor Latente

Calor absorvido/liberado em mudança de fase a temperatura constante:

Transição	Nome	Sinal de q
Sólido → Líquido	Fusão	+ (absorve)
Líquido → Sólido	Solidificação	− (libera)
Líquido → Vapor	Vaporização	+ (absorve)
Vapor → Líquido	Condensação	− (libera)
Sólido → Vapor	Sublimação	+ (absorve)

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Princípio de Lavoisier-Laplace (Conservação de Energia)

Sistema isolado: a soma algébrica de todos os calores é zero. Aplicação direta em mistura de substâncias a temperaturas diferentes.

Exemplo: mistura de m₁ g de água a T₁ com m₂ g de água a T₂:

Resolvendo:

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Calorímetro

Aparelho para medir calor de reações. Dois tipos principais:

Calorímetro a Pressão Constante (copo de café)

• Simples, aberto (ou a pressão ambiente)
• Mede

Calorímetro a Volume Constante (bomba calorimétrica)

• Recipiente rígido e selado
• Mede (sem trabalho de expansão)
• Usado para calor de combustão preciso
• Relação:

Capacidade Calorífica do Calorímetro (C_cal)

O próprio calorímetro absorve calor — deve ser contabilizado:

A é determinada por calibração com substância de conhecido (ex: ácido benzoico).

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Diagrama de Aquecimento/Resfriamento

T │         ─────── vapor superaquecido (Cp vapor)
  │        /
  │  ─────  ← vaporização (T = cte, q = m·L_vap)
  │ /
  │─────── ← fusão (T = cte, q = m·L_fus)
  │/
  │ sólido
  └─────────────────────► q (calor adicionado)

IMPORTANT

Nos diagramas de aquecimento, nas regiões de plateau (mudança de fase), a temperatura não varia e o calor vai inteiramente para quebrar interações intermoleculares. Nas regiões inclinadas, temperatura varia com .

TIP

Água tem calor específico anomalamente alto por causa da extensa rede de pontes de hidrogênio. Isso é explorado frequentemente em questões que envolvem comparação com outros líquidos.