Calores
CALOR SENSÍVEL: é uma quantidade de calor que é responsável pela variação da temperatura.
CALOR LATENTE: é uma quantidade de calor que é responsável pela mudança de fase da matéria, sem variação de temperatura.
Capacidade Térmica e Calor Específico
CAPACIDADE TÉRMICA: indica quantas calorias são necessárias para variar 1º C a temperatura de um material qualquer. É determinada pelo quociente entre a quantidade de calor (Q) recebida pelo material e a variação de temperatura (T). Dado em J/K ou cal/ºC.
A capacidade térmica é diretamente proporcional à massa da substância (m); obs: c = calor sensível específico (indica quantas calorias são necessárias para variar em 1ºC a temperatura de 1g de determinada substância.
Exemplos de calores específicos:
Cálculo da Quantidade de Calor Sensível
A partir da última expressão, conclui-se que:
- calor sensível recebido (Q > 0) – a temperatura aumenta.
- calor sensível perdido (Q < 0) – a temperatura diminui.
Sistema Termicamente Isolado
Se dois corpos, A e B, trocarem calor apenas entre si, pode-se considerar que se trata de um sistema termicamente isolado. Eles vão trocar calor até chegarem em equilíbrio térmico com o calorímetro. Ou seja:
Exemplo:
Se o corpo B recebeu 100 cal, pode-se concluir que o corpo A perdeu 100 calorias para o corpo B, pois: calor recebido = Q > 0 e calor perdido = Q < 0.
Calor Específico Latente
É definido (L) pelo quociente entre a quantidade de calor (Q) recebida ou cedida pelo corpo e a massa (m) que está mudando de fase.
Ele representa a quantidade que devemos fornecer ou retirar de certa massa de uma substância para que ela mude de fase, sem sofrer variação de temperatura.
Cálculo da Quantidade de Calor Latente
Curva de Aquecimento
O processo de aquecimento pode ser dividido em 5 etapas:
- Q1 = aquecimento do sólido desde a temperatura inicial até a de fusão: Havendo variação de temperatura, o calor é SENSÍVEL.
- Q2 = fusão do sólido: a temperatura se mantém constante e o calor é LATENTE.
- Q3 = aquecimento do líquido desde a temperatura de fusão até a de ebulição. Havendo variação de temperatura, o calor é SENSÍVEL.
- Q4 = vaporização do líquido: a temperatura se mantém constante e o calor é LATENTE.
- Q5 = aquecimento do vapor desde a temperatura de ebulição até a final. Havendo variação de temperatura, o calor é SENSÍVEL.
Praticando
- Uma fonte térmica de potência constante igual a 200 cal/s fornece calor durante 15 s a uma amostra de 800 g de um líquido. Sabendo que a temperatura do líquido passou de 20ºC para 30ºC, determine o calor específico do líquido em cal/gºC.
Para resolver, é preciso descobrir qual foi a quantidade de calor envolvida no sistema. Portanto, se a fonte fornece 200 cal/s, em 15 s serão fornecidos Q = 3000 cal. Agora é substituir na fórmula:
- Determine a quantidade de calor que deve ser fornecida, sob pressão normal, a 100 g de gelo a -20ºC para que se transformem em água a 20 ºC. Dados:
- calor específico do gelo = 0,5 cal/g ºC
- calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g
- calor específico da água = 1,0 cal/g ºC
Resolveremos o exercício separando-o em 3 partes:
- aquecimento do sólido desde sua temperatura inicial (-20 ºC) até de fusão (0 ºC). O calor é sensível:
2. fusão do sólido, lembrando que a temperatura é constante, então o calor é latente:
3. aquecimento do líquido desde a temperatura de fusão (0 ºC) até a final (20 ºC). O calor é sensível:
A quantidade de calor total será a soma, portanto:
Resumo
