Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Capacidade térmica e calor específico - Coggle Diagram
Capacidade térmica e calor específico
O conceito de calor
Os físicos dos séculos XVII e XVIII explicavam o efeito do calor sobre a temperatura dos corpos postulando a existência de um fluido invisível e sem peso a que chamavam calórico.
De acordo com essa teoria, um corpo a uma alta temperatura conteria mais calórico do que outro corpo à baixa temperatura e, com esse raciocínio, se um corpo quente perdesse calórico, sua temperatura diminuiria.
Apenas em 1843 o físico britânico James Prescott Joule (1818-1889) derrubou a teoria do calórico, demonstrando que calor é uma forma de energia em trânsito.
As partículas que constituem um corpo (átomos e moléculas) estão em constante estado de agitação. A essa agitação das partículas associamos uma energia, que denominamos energia térmica.
Quando dois corpos, A e B, a temperaturas diferentes θA e θB, com θA > θB, são colocados em contato, observamos que:
parte da energia térmica é transferida espontaneamente do corpo de maior temperatura (A) para o corpo de menor temperatura (B) e recebe o nome de Calor.
no equilíbrio térmico, as temperaturas se igualam e cessa o fluxo de energia entre os corpos.
Calor é energia térmica em trânsito entre corpos a temperaturas diferentes.
Para avaliar o calor transferido entre os corpos, usaremos, a partir de agora, a grandeza denominada quantidade de calor, representada por Q.
Por ser uma forma de energia, a quantidade de calor tem como unidade de medida, no SI, o joule (J). Entretanto, por razões históricas, as unidades mais utilizadas para se medir a quantidade de calor são a caloria (cal) e a quilocaloria (kcal).
Uma caloria (1 cal), por definição, é a quantidade de calor que, ao ser recebida por um grama de água, provoca uma variação de temperatura de 1 oC (de 14,5 oC para 15,5 ºC), sob pressão normal (1 atm).
Calor sensível e calor latente
Ao definir calor, admitimos que a troca de energia térmica entre os corpos A e B, provocou neles apenas variações de temperatura. Contudo, há situações em que a troca de calor não acarreta necessariamente mudança de temperatura.
O calor que, recebido ou cedido por um corpo, provoca somente uma variação de temperatura do corpo é denominado calor sensível.
Por outro lado, o calor que, recebido ou cedido por um corpo, provoca somente uma mudança no estado físico do corpo é denominado calor latente.
Esses efeitos, variação de temperatura e mudança de estado físico, nunca ocorrem simultaneamente no caso de substâncias puras. Assim, se uma substância pura troca calor, ou sua temperatura varia ou essa substância muda de estado físico.
Calor específico
Para investigar como a massa de um corpo afeta sua capacidade térmica, poderíamos aquecer corpos de massas diferentes, porém todos feitos de um mesmo material.
Pois quanto maior a massa do corpo, maior sua capacidade térmica
Para corpos de um mesmo material, a capacidade térmica é diretamente proporcional à massa do corpo. Matematicamente, podemos escrever: C cx m.
Para aplicar essa relação de proporcionalidade a corpos de diferentes materiais, devemos introduzir um coeficiente de proporcionalidade que leva em conta o material de que o corpo é feito.
Esse coeficiente de proporcionalidade, que representaremos por c, é denominado calor específico do material. Então:
C = cm ou
Como a capacidade térmica C é medida em cal/OC e a massa m é medida em g, o calor específico de um material será medido em cal/(g • ºC).
O calor específico é uma característica que depende do material, do estado físico em que este se encontra e também de sua temperatura
Entretanto, em termos práticos, a variação do calor específico com a temperatura é pequena. Por esse motivo, consideramos que o calor específico depende apenas do material e do estado físico em que ele se encontra.
Da definição de caloria, concluímos que o calor específico da água líquida vale 1,0 cal/(g • ºC).
1 more item...
Capacidade térmica
A razão entre a quantidade de calor Q fornecida ao corpo e a correspondente variação de temperatura ∆θ é constante para um dado corpo. Essa relação define a capacidade térmica do corpo, representada por C.
Como, em geral, a quantidade de calor Q é medida em caloria e a variação de temperatura ∆θ é medida em grau Celsius, a capacidade térmica C do corpo é medida em cal/0C.
A capacidade térmica C é uma característica do corpo. Portanto, para um dado corpo, quanto maior a quantidade de calor (Q) fornecida, maior será a variação de sua temperatura (∆θ).
