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Curva de aquecimento

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Curva de aquecimento

Mensagem por Lolisa73 em Qua Ago 03 2016, 19:02

(Unb 2012) No sistema mostrado na figura abaixo, um frasco aberto contendo éter etílico está inserido em um béquer maior, termicamente isolado, contendo álcool etílico. Considerando as temperaturas de ebulição e de fusão mostradas na tabela abaixo e que o sistema descrito na figura esteja, inicialmente, à temperatura de 30 °C e, ainda, que não haja evaporação do etanol, esboce uma curva que descreva, qualitativamente, a variação da temperatura do etanol, em função do tempo, monitorada durante o processo de evaporação do éter etílico, até metade do seu volume.

Obs.: Poderiam comentar o gráfico da resolução ? Estou bem perdida, teria feita uma reta crescente de coeficiente angular "aleatório". Agradeço desde já

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Re: Curva de aquecimento

Mensagem por rihan em Sex Ago 05 2016, 04:05

Cadê a figura ? Shocked ?

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Re: Curva de aquecimento

Mensagem por Lolisa73 em Sab Ago 06 2016, 10:00

rihan escreveu:Cadê a figura ? Shocked ?


Última edição por Lolisa73 em Sab Ago 06 2016, 10:06, editado 1 vez(es)

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Re: Curva de aquecimento

Mensagem por Lolisa73 em Dom Ago 07 2016, 15:32

Pessoal, entendi a situação do exercício e sei que o esboço genêrico do gráfico é uma curva decrescente (temperatura e tempo são inversamente proporcionais), mas não tem como relacionar os pontos do gráfico com precisão né? Digo, não teria como montar uma função matemática relacionando temperatura e tempo?

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Re: Curva de aquecimento

Mensagem por rihan em Dom Ago 07 2016, 21:17

1) Para o álcool:

Q = m.c.∆θ

∆θ = Q /(m.c)

Não há evaporação do álcool, então a massa (m) é constante.

Logo, não varia com o tempo.

Chamando o inverso produto "m.c" de "K", tem-se:

1/(m.c) ≡ K

Então:

∆θ = K.Q

θ - θo = K.Q

θ =  θo + K.Q

Sendo a temperatura inicial do sistema:

θo := 30 °C

Então, a função θ(Q) será:


θ =  30 + K.Q


Temos que a temperatura do álcool  é função de Q.

A quantidade de (energia transferida como) calor Q (perdida ou ganha) do álcool está em função somente da quantidade de calor Q' (perdida ou ganha) do éter, já que não há evaporação do álcool e o sistema é isolado termicamente do exterior.

Temos, então, que analisar o que acontece com o éter com o passar do tempo:

Ele vai se evaporar e, para isso precisa   "roubar" calor do seu entorno, isto é, do álcool, para ser realizado o trabalho de evaporar as suas moléculas.

Você já deve ter passado éter (ou álcool, ou acetona... Até água !) em sua mão. Quando evapora fica friozinho, né ?

É necessário se saber como essa perda de calor se dá no transcorrer do tempo.

Já se sabe que quantidades de calor vão ser perdidas ( Q < 0) pelo álcool e ganhas pelo éter.

Mas não se sabe se vai ser uma perda linear (função linear), exponencial ou polinomial...

Obviamente, sabe-se que o fluxo de calor do álcool para o éter cessará quando o éter se evaporar totalmente, ficando a temperatura do álcool constante. Mas é dito, na questão, para se fazer o esboço gráfico até que a massa (proporcional ao volume) de éter chegue à sua metade.

Então:




PS: Só não compreendi o título: "Curva de AQUECIMENTO"  (?) ...Shocked...

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Re: Curva de aquecimento

Mensagem por Lolisa73 em Seg Ago 08 2016, 19:39

rihan, muito obrigada!!! Explicação muito esclarecedora!  Os dados que ele fornece sobre ponto de ebulição e ponto de fusão não são úteis, certo? Visto que estamos tratando de uma situação de evaporação...
Acabei colocando o título como curva de aquecimento mecanicamente pois era o nome da lista na qual estava esse exercício. Mas caso tenha uma sugestão, posso mudar, talvez curva de resfriamento?  Very Happy Será que ele não estava se referindo ao aquecimento do éter? 
Uma última observação é que me causou um pouco de "estranhamento" ver uma curva de aquecimento como a verde pois em todas as teorias que tinha tido acesso só foram mostramos os gráficos clássicos (retas e patamares).
Mais uma vez MUITO obrigada!

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Re: Curva de aquecimento

Mensagem por rihan em Ter Ago 09 2016, 00:39

1) "Os dados que ele fornece sobre ponto de ebulição e ponto de fusão não são úteis, certo? Visto que estamos tratando de uma situação de evaporação..."



Quase.

Serve pra você saber que a 30 °C o éter não entrou em ebulição.

Ou seja, pra quase nada !



2) " ... Acabei colocando o título como curva de aquecimento mecanicamente pois era o nome da lista na qual estava esse exercício. Mas caso tenha uma sugestão, posso mudar, talvez curva de resfriamento?   Será que ele não estava se referindo ao aquecimento do éter? "

Não. O calor recebido pelo éter se transforma em trabalho: a evaporação.

Repare que o termômetro está no álcool, que tem sua temperatura monitorada.

Deve ser pra não dar um super DICA sobre a questão... Twisted Evil !



3) "me causou um pouco de "estranhamento" ver uma curva de aquecimento como a verde pois em todas as teorias que tinha tido acesso só foram mostramos os gráficos clássicos (retas e patamares).

Lô, o mundo real é bem diferente do mundo ideal...

Não existe e não pode existir, por exemplo:

a) mola sem massa,

b) choque perfeitamente, elástico

c) sem atrito

d) corda inextensível

e) gás ideal

f) ser humano perfeito

g) sistema isolado

...

...

z) político honesto


E por aí vai...

Idealizamos para compreender e poder quantificar as coisas, aproximadamente.

O mundo real é, no fundo, uma "conta de chegar"...

Acreditamos nos elétrons !?!

Nas ondas eletromagnéticas, cuja maioria não vemos !?!

Nossos 5 sentidos (ou mais, nos seres especiais, como nas fêmeas das espécies...) são toscos comparados a de uma formiga, um gato, um cão, uma bactéria até !

Nos sobra a mente, o cérebro, o espírito, a criatividade, a lógica e o amor.

Quando uma substância radioativa se decompõe e perde massa, esse decaimento é exponencial... que nem a verdinha... O tempo para termos metade da massa inicial, se chama "tempo de meia-vida". Isso você vai ver no ciclo médio ainda (ou já viu ou ouviu e não se lembrou).

Quando você cai de paraquedas, sua velocidade cresce até uma velocidade limite máxima. Uma função polinomial (quadrática, aproximadamente)...

Independente de acreditarmos, nossa idealização vai dando certo, tipo aquilo:

"No final, dá tudo certo !"

Principalmente se colocarmos a razão e nossos conhecimentos para funcionarem !



4) "Mais uma vez MUITO obrigada!"
Você e questões como essas, serão sempre bem-vindas ! cheers ! Very Happy !

rihan
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