O que é calorimetria?
Calorimetria: Medindo o Calor
A calorimetria é a ciência que se dedica à medição da quantidade de calor liberada ou absorvida durante processos químicos ou físicos. É uma técnica fundamental na termoquímica e na termodinâmica.
Princípios Básicos:
- Calor Específico: A https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/quantidade%20de%20calor%20específico de uma substância é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 grama dessa substância em 1 grau Celsius (ou Kelvin). É uma propriedade intrínseca da matéria.
- Capacidade Térmica: A https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/capacidade%20térmica é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de um objeto específico (e não de 1 grama) em 1 grau Celsius (ou Kelvin). Depende da massa e do calor específico do objeto.
- Conservação de Energia: Em um sistema isolado, o calor perdido por um componente é igual ao calor ganho por outro componente. Este princípio é essencial para os cálculos calorimétricos.
Equipamentos:
O instrumento utilizado para medir o calor é chamado de https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/calorímetro. Existem diversos tipos de calorímetros, sendo os mais comuns:
- Calorímetro de Copo de Café (ou Calorímetro Isóbarico): Um calorímetro simples, usado para medir a variação de entalpia (ΔH) de reações que ocorrem à pressão constante.
- Calorímetro de Bomba (ou Calorímetro Isocórico): Utilizado para medir a variação de energia interna (ΔU) de reações, principalmente as de combustão, que ocorrem a volume constante.
Tipos de Processos Calorimétricos:
- Reações Exotérmicas: Reações que liberam calor para o ambiente, resultando em um aumento da temperatura do sistema. https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/entalpia(ΔH) é negativo.
- Reações Endotérmicas: Reações que absorvem calor do ambiente, resultando em uma diminuição da temperatura do sistema. A https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/entalpia (ΔH) é positivo.
- Mudanças de Fase: A calorimetria também pode ser usada para determinar o calor envolvido em mudanças de estado físico, como fusão (sólido para líquido), vaporização (líquido para gás) e sublimação (sólido para gás).
Cálculos:
A principal equação utilizada na calorimetria é:
q = mcΔT
Onde:
- q = quantidade de calor transferida
- m = massa da substância
- c = calor específico da substância
- ΔT = variação de temperatura (temperatura final - temperatura inicial)
Para reações em calorímetros de bomba, a variação de energia interna (ΔU) é calculada diretamente a partir do calor medido. Para reações em calorímetros de copo de café, o calor medido é aproximadamente igual à variação de entalpia (ΔH) da reação, assumindo que a pressão é constante. https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/lei%20de%20hess é frequentemente usada em conjunto com dados calorimétricos para calcular variações de entalpia para reações que não podem ser medidas diretamente.
Aplicações:
A calorimetria tem diversas aplicações, incluindo: