Calorimetria

Em termodinâmica a soma das energias cinética e potencial de um sistema é denominada energia interna, U. Experimentalmente, observa-se que é possível alterar a energia interna de um sistema por realização de trabalho sobre o sistema ou por aquecimento do mesmo. Essa condição pode ser expressa da seguinte forma:

onde w representa a soma de todos os tipos de trabalho que o sistema pode realizar. Portanto, se o sistema é incapaz de realizar qualquer tipo de trabalho, inclusive o de expansão (quando o sistema é mantido a volume constante), pode-se concluir que a variação de energia interna é igual ao calor trocado com o sistema quando ocorre uma mudança de estado do sistema.

Quando o volume não é constante, a variação da energia interna não é igual à energia transferida na forma de calor. Nesta circunstância, o calor fornecido a pressão constante é igual a variação de outra propriedade do sistema, a entalpia que se define por:

H = U + pV

onde p é a pressão do sistema e V é o volume. Quando a pressão é constante a variação de entalpia é igual ao calor fornecido ao sistema.

2.2 Capacidades caloríficas

A capacidade calorífica se define como a quantidade de energia na forma de calor necessária para elevar a temperatura de um corpo em 1°C. O calor especifico é a quantidade de energia necessária para elevar em 1°C a temperatura de 1g de uma substância.

Quando o sistema troca calor com meio externo, não havendo reações químicas ou mudanças de fase, a variação de temperatura ΔT pode ser relacionada ao calor sensível pela capacidade calorífica do sistema (C).

C = q/ΔT

Uma capacidade calorífica elevada significa que uma quantidade de calor fluindo para o sistema provocará uma pequena elevação de temperatura, enquanto que, se a capacidade calorífica for baixa a mesma quantidade d calor provoca uma grande elevação da temperatura. Em geral, as medidas feitas em laboratórios são a pressão constante, portanto:

C = ΔH/ΔT

A calorimetria é o estudo do calor transferido durante um processo físico ou químico. Esta determinação baseia-se na Primeira Lei da Termodinâmica: “a energia interna de um sistema isolado é constante”. As medidas calorimétricas são realizadas para determinar a condutividade térmica ou capacidade calorífica de materiais, bem como ganhos e perdas de energia decorrentes de transformações físicas ou químicas. A parte da calorimetria que trata do estudo dos efeitos do calor que acompanham as reações químicas, formação de soluções e as mudanças do estado de agregação, como vaporização e a fusão, é denominada Termoquímica.