CURVA DO AQUECIMENTO DA ÁGUA
Física

CURVA DO AQUECIMENTO DA ÁGUA


Curva do aquecimento da água

Quando um bloco de gelo à -20°C é aquecido, sob pressão constante de 1 atm, suas moléculas recebem energia na forma de calor, e aumentam de vibração, aumentando sua temperatura até 0°C. Continuando a receber calor, a sua temperatura permanece constante, pois a energia que ele recebe é usada na quebra das ligações moleculares, o que provoca a mudança de fase denominada fusão.
Após a fusão, a energia recebida faz com que a vibração das moléculas aumente novamente, aumentando a temperatura da água até 100°C. Nesta temperatura inicia-se a vaporização. Então, se a massa de água continua a receber calor, a energia recebida é usada novamente em uma nova mudança de estado físico.
Terminada a vaporização, a energia recebida altera a agitação das moléculas, aumentando a temperatura do vapor d?água.


Esse comportamento pode ser representado através de um gráfico denominado curva de aquecimento.


AB ? corpo no estado sólido
BC ? fusão
CD ? corpo no estado líquido
DE ? ebulição
EF ? corpo no estado gasoso


Os trechos AB, CD e EF no diagrama representam o aquecimento nos estados sólido, líquido e gasoso, respectivamente. Nesses trechos, o calor trocado é sensível, pois o corpo apenas varia sua temperatura, portanto a expressão que deve ser utilizada nesses trechos será:

Q = m.c.Dq

Q1, Q3 e Q5 ® calor sensível

Os trechos BC e DE representam a fusão e a ebulição da substância. Note que, nesses trechos, a temperatura não varia, portanto a expressão que deve ser utilizada será:

Q = m.L

Q2 e Q4 ® calor latente


Exercícios resolvidos

Determine a quantidade de calor necessária para transformar 20 g de gelo à -30°C em 20 g de vapor d?água à 120°C.
Dados: Calor específico do gelo = 0,5 cal/g.°C
Calor latente de fusão = 80 cal/g
Calor específico da água = 1,0 cal/g.°C
Calor latente de vaporização = 540 cal/g
Calor específico do vapor d?água = 0,5 cal/g.°C


Aquecendo o gelo até 0°C:
Q = m . c . Dq
Q1 = 20 . 0,5 . 30
Q1 = 300 cal

Fundindo o gelo:
Q = m . L
Q2 = 20 . 80
Q2 = 1600 cal

Aquecendo a água de 0°C até 100°C:
Q = m . c . Dq
Q3 = 20 . 1 . 100
Q3 = 2000 cal

Vaporizando a água:
Q = m . L
Q4 = 20 . 540
Q4 = 10800 cal

Aquecendo o vapor d?água de 100°C até 120°C:

Q = m . c . Dq
Q5 = 20 . 0,5 . 20
Q5 = 200 cal

Calor total:

QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
QT = 300 + 1600 + 2000 + 10800 + 200
QT = 14.900 cal

Resposta: São necessárias 14.900 calorias.




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