Termodinâmica I · Episódio 7

A lâmina que entra no balde a oitocentos graus

Calorimetria

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 71 / 17

O caso

Lâmina em brasa a 800 °C ao lado de um balde de água a 20 °C

têmpera: aço sai da forja entre 790 e 915 °C
1 kg de aço a 800 °C em 10 kg de água a 20 °C
choque: mais de 1 000 °C por segundo na superfície
a conta prevê 28,5 °C antes do termômetro

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 72 / 17

O caso

têmpera: aço sai da forja entre 790 e 915 °C
1 kg de aço a 800 °C em 10 kg de água a 20 °C
choque: mais de 1 000 °C por segundo na superfície
a conta prevê 28,5 °C antes do termômetro

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 72 / 17

O caso

têmpera: aço sai da forja entre 790 e 915 °C
1 kg de aço a 800 °C em 10 kg de água a 20 °C
choque: mais de 1 000 °C por segundo na superfície
a conta prevê 28,5 °C antes do termômetro

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 72 / 17

O caso

têmpera: aço sai da forja entre 790 e 915 °C
1 kg de aço a 800 °C em 10 kg de água a 20 °C
choque: mais de 1 000 °C por segundo na superfície
a conta prevê 28,5 °C antes do termômetro

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 72 / 17

Pergunta do episódio

Como saber onde a água vai parar sem medir nada?

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 73 / 17

Conceito 1 — Sistema declarado

Fronteira tracejada em volta de lâmina e água; o ar fica de fora

três linhas: sistema · antes · depois
isolado: nada atravessa a fronteira
: final menos inicial
esfria: negativo · esquenta: positivo

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 74 / 17

Conceito 1 — Sistema declarado

três linhas: sistema · antes · depois
isolado: nada atravessa a fronteira
: final menos inicial
esfria: negativo · esquenta: positivo

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 74 / 17

Conceito 1 — Sistema declarado

três linhas: sistema · antes · depois
isolado: nada atravessa a fronteira
: final menos inicial
esfria: negativo · esquenta: positivo

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 74 / 17

Conceito 1 — Sistema declarado

três linhas: sistema · antes · depois
isolado: nada atravessa a fronteira
: final menos inicial
esfria: negativo · esquenta: positivo

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 74 / 17

Exemplo resolvido — o sinal da lâmina

1 kg de aço, com , cai de 800 °C para 28,5 °C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

a lâmina cede

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 75 / 17

Exemplo resolvido — o sinal da lâmina

1 kg de aço, com , cai de 800 °C para 28,5 °C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

a lâmina cede

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 75 / 17

Exemplo resolvido — o sinal da lâmina

1 kg de aço, com , cai de 800 °C para 28,5 °C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

a lâmina cede

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 75 / 17

Conceito 2 — Soma zero

Barra da lâmina abaixo do zero e barra da água acima, mesma altura

isolado:

o que um cede, o outro ganha · conta conjunta
temperatura final, :

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 76 / 17

Exemplo resolvido — a têmpera

Aço a 800 °C, de 460 J/°C · água a 20 °C, de 41 860 J/°C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 77 / 17

Exemplo resolvido — a têmpera

Aço a 800 °C, de 460 J/°C · água a 20 °C, de 41 860 J/°C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 77 / 17

Exemplo resolvido — a têmpera

Aço a 800 °C, de 460 J/°C · água a 20 °C, de 41 860 J/°C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 77 / 17

Conceito 3 — Final fica entre

Mistura de 200 g a 80 °C com 300 g a 20 °C para em 44 °C

média ponderada · peso de cada corpo:
sempre entre a menor e a maior inicial
têmpera: água pesa 91 vezes a lâmina

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 78 / 17

Conceito 3 — Final fica entre

média ponderada · peso de cada corpo:
sempre entre a menor e a maior inicial
têmpera: água pesa 91 vezes a lâmina

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 78 / 17

Conceito 3 — Final fica entre

média ponderada · peso de cada corpo:
sempre entre a menor e a maior inicial
têmpera: água pesa 91 vezes a lâmina

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 78 / 17

Exemplo resolvido — duas águas

200 g a 80 °C + 300 g a 20 °C, recipiente isolado

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

mesmo nos dois: ele cancela · não 50 °C

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 79 / 17

Exemplo resolvido — duas águas

200 g a 80 °C + 300 g a 20 °C, recipiente isolado

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

mesmo nos dois: ele cancela · não 50 °C

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 79 / 17

Exemplo resolvido — duas águas

200 g a 80 °C + 300 g a 20 °C, recipiente isolado

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

mesmo nos dois: ele cancela · não 50 °C

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 79 / 17

Conceito 4 — O calorímetro

Copo de parede dupla, tampa e termômetro mergulhado com metal na água

paredes isolantes + tampa + termômetro
mede a temperatura final → devolve o c desconhecido
recipiente tem C próprio · 20 cal/°C valem 20 g de água

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 710 / 17

Conceito 4 — O calorímetro

paredes isolantes + tampa + termômetro
mede a temperatura final → devolve o c desconhecido
recipiente tem C próprio · 20 cal/°C valem 20 g de água

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 710 / 17

Conceito 4 — O calorímetro

paredes isolantes + tampa + termômetro
mede a temperatura final → devolve o c desconhecido
recipiente tem C próprio · 20 cal/°C valem 20 g de água

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 710 / 17

Exemplo resolvido — metal desconhecido

Água recebe 2 093 J; o metal cede os mesmos 2 093 J

100 g de metal a 100 °C em 200 g de água a 20 °C; para em 22,5 °C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

isto é, 270 J/(kg·°C)

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 711 / 17

Exemplo resolvido — metal desconhecido

100 g de metal a 100 °C em 200 g de água a 20 °C; para em 22,5 °C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

isto é, 270 J/(kg·°C)

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 711 / 17

Exemplo resolvido — metal desconhecido

100 g de metal a 100 °C em 200 g de água a 20 °C; para em 22,5 °C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

isto é, 270 J/(kg·°C)

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 711 / 17

Conceito 5 — A conta ideal é o piso

Três leituras da água: 28,5 °C ideal, cerca de 33 °C com c real, forja tracejada

ideal: c constante, sem vapor, sem ar
c real do aço cresce com T → lâmina cede mais
vapor e ar levam parte · soma zero no sistema maior

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 712 / 17

Conceito 5 — A conta ideal é o piso

ideal: c constante, sem vapor, sem ar
c real do aço cresce com T → lâmina cede mais
vapor e ar levam parte · soma zero no sistema maior

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 712 / 17

Conceito 5 — A conta ideal é o piso

ideal: c constante, sem vapor, sem ar
c real do aço cresce com T → lâmina cede mais
vapor e ar levam parte · soma zero no sistema maior

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 712 / 17

Exemplo resolvido — c real do aço

c médio do aço de cerca de 720 J/(kg·°C), sem vapor: aço com de 720 J/°C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

acima do piso de 28,5 °C

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 713 / 17

Exemplo resolvido — c real do aço

c médio do aço de cerca de 720 J/(kg·°C), sem vapor: aço com de 720 J/°C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

acima do piso de 28,5 °C

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 713 / 17

Exemplo resolvido — c real do aço

c médio do aço de cerca de 720 J/(kg·°C), sem vapor: aço com de 720 J/°C

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

acima do piso de 28,5 °C

Professor Canário · Termodinâmica I · Episódio 713 / 17

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