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Calor sensível e calor latente.

 

25/11/2009

Autor y Coautor(es)
José Marcelo Gomes
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VICOSA - MG COL DE APLICACAO DA UFV - COLUNI

Edson Luis Nunes, Daniel Rodrigues Ventura, Isnard Domingos Ferraz, José Ângelo de Faria.

Estructura Curricular
Modalidad / Nivel de Enseñanza Disciplina Tema
Ensino Médio Física Calor, ambiente e usos de energia
Datos de la Clase
O que o aluno poderá aprender com esta aula

Entender o que é calor sensível e calor latente e como a estrutura cristalina das diferentes substâncias (e materiais) se comporta diante do recebimento/retirada de cada um deles.

Duração das atividades
Uma aula de 50 minutos.
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

Calor específico (c), sistema físico termicamente isolado, equação fundamental da calorimetria e estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso.

Estratégias e recursos da aula

Faça o seguinte relato para os alunos:
Certa vez, conduzi a seguinte experiência em um laboratório de física prática: peguei um termômetro, uma panela e gelo a -20oC. Coloquei o gelo dentro da panela e o termômetro no gelo. Inicialmente a indicação do termômetro era de -20oC. Levei o conjunto para um fogão e comecei a aquecer (fornecer energia térmica por intermédio da combustão do GLP). Observei que o termômetro começou a indicar um aumento gradativo de temperatura, indo de -20oC até 0oC, quando, estacionou por algum tempo neste valor. A partir daí, ao invés de continuar a subir a indicação de temperatura do termômetro, o que ocorreu foi que começou a formar água na panela, sem que a temperatura saísse de 0oC. Somente quando todo o gelo derreteu que a indicação do termômetro começou a subir novamente.
Após derretido todo o gelo, continuei então com a trempe ligada e a temperatura voltou a subir até aproximadamente 100oC. Observei novamente o mesmo fato: a temperatura não subia mais, apenas a água começou a virar vapor, até que se esgotou...

Estimule os alunos a discutirem este experimento e a chegarem às suas próprias conclusões sobre o que poderia ter causado o fato de o termômetro ficar certo intervalo de tempo estacionado em 0oC, e, depois não passar de 100oC, apesar de a chama da trempe só ter sido desligada depois que toda a água se tornou vapor. Estabeleça com eles uma lista de motivos, lista esta baseada apenas na opinião de cada um deles. Depois, pegue cada elemento desta lista e vá desmistificando até que reste apenas a explicação física correta para o fenômeno.

A3_F1_Mudancas_fase_Esquematizacao.png

(imagem de autoria pessoal)

Sugestão 1: apresente para eles, neste momento, a Figura 1, que representa este processo, e diferencie os calores que, apesar de recebidos de uma mesma fonte, de potência térmica constante, fazem com que a matéria tenha comportamentos diferentes, dependendo do estado de agregação em que se encontra e da temperatura associada a este estado de agregação.

Sugestão 2: apresente para os alunos agora a Figura 2, juntamente com a Figura 1, que ilustra o mesmo processo anterior, mas representado graficamente. A figura indica uma diferença de tempo entre fusão e vaporização. Compare cada parte do gráfico com cada momento de recebimento de calor da figura anterior.

A3_F2_Mudancas_fase_Grafico.png

(imagem de autoria pessoal)

Questione agora os alunos o porque da diferença de tempo entre fusão e vaporização, dado que a fonte térmica tem potência constante. Depois, apresente numericamente a diferença. Questione também sobre o processo inverso, ou seja, levar o vapor, a 120oC, para gelo a -20oC. Compare e discuta o calor recebido na ida (de -20oc para 120oC) com o calor cedido na volta na volta (de 120oc para -20oC).

Calor latente (http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/9475/zip/Calor%20Latente.mpg) 

Recursos Educacionais
Nome Tipo
Calor latente Animação/simulação
Recursos Complementares

Aprenda mais sobre Calor sensível e calor latente:

Brasil Escola: http://www.brasilescola.com/fisica/calor-sensivel-calor-latente.htm

Aluno OnLine: http://www.alunosonline.com.br/fisica/calor-sensivel-e-calor-latente/

 

NEWTON, V.B; HELOU, R.D.; GUALTER, J.B. Tópicos de Física 2 – Termologia, Ondulatória e Óptica. São Paulo: Editora  Saraiva, Vol. 2, 448p., 18a ed., 2007.

Avaliação

Elabore, inicialmente, questões em que os processos de fusão e/ou solidificação acontecem com toda a massa de gelo/água presente no recipiente. Depois, elabore questões onde se obtenha, ao final, água e gelo a 0oC ou, água e vapor a 100oC. Ou seja, mostre que nem sempre toda a massa de gelo pode se transformar em água ou que nem toda a massa de água pode se transformar em vapor.

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