CALOR: Energia Termica em Transição
Calor
Energia térmica em transição
Calor – é a energia térmica em trânsito, ou a energia que flui
entre um sistema e a sua vizinhança devido a uma diferença de temperatura.
Ex: se a temperatura Ts de um sistema é inferior a temperatura Tv da
sua vizinhança o calor é transferido para o sistema até que o equilibro térmico
seja estabelecido.
Quando o calor entre um sólido e um líquido a temperatura de
amostra não aumenta necessariamente em vez disso a amostra pode mudar de fase
e/ou estado.
A quantidade de calor por unidade de massa que precisa ser
transferida para produzir uma mudança de fase é chamada de calor de transformação ou calor latente (L). O calor total
transferido de uma mudança de fase é então Q
= L.m, onde m é a massa da
amostra.
O calor transferido durante o derretimento ou congelamento é
chamado de calor de fusão, Lf,
e o calor transferido durante a ebulição ou condensação é chamado de calor
de evaporação (Lv).
Porquê é importante estudar a capacidade térmica?
É importante porque podemos medir a quantidade de calor
transferido determinando a variação da temperatura de um material à capacidade
térmica conhecida ou a quantidade de uma substancia de calor de transformação
conhecida, convertida de uma fase para outra.
Capacidade térmica e calor específico
É conveniente definir a capacidade térmica C de um corpo como a razão entre a
quantidade de energia transferida para um corpo na forma de calor, Q
em um processo qualquer e a sua variação de temperatura correspondente, isto é:
A capacidade térmica por unidade de massa chamada capacidade
térmica especifica ou apenas calor especifico é uma característica do qual o
material e composto.
A capacidade térmica
é uma característica de um determinado objecto, enquanto o calor específico caracteriza uma substância, nem a capacidade
térmica de um corpo, nem o calor específico de um material são constantes,
ambos dependem da temperatura.
Em temperaturas usuais e em intervalos de temperatura também
usuais, os calores específicos podem ser considerados constantes.
Por exemplo, o calor
específico da água varia num intervalo de 0º a 100º C. Podemos então
escrever de uma forma geralmente útil:
Capacidade térmica de um gás ideal
A capacidade térmica de uma substância depende da forma como
o calor é adicionado a ela. No caso de um gás, por exemplo, o seu volume é
mantido constantemente durante o processo.
A transferência de calor
Sabe-se que o calor é transferido entre um sistema e a sua
vizinhança quando as suas temperaturas diferem. No entanto, os mecanismos
através dos quais essa transformação se desenvolv, ainda não foram descritos.
Existem três deles: condução térmica,
condução e radiação, cada um é discutido em separado.
- Condução térmica
É a passagem através do aumento das energias cinéticas das
regiões de temperaturas mais altas, temperaturas mais baixas e a energia
propaga-se.
- Calor específico
O calor específico de uma substancia “c” define a quantidade
de calor necessária para fazer 1 grama de determinada substância elevar em 1
grau Celcius a sua temperatura.
Unidade do calor específico
O calor especifico dá-nos a característica da substancia.
Quanto maior for o calor específico de uma determinada substância, mais
lentamente ocorrerão as trocas de calor e quanto menor for o calor especifico mais
facilmente a substancia receberá calor.
Água é a substância com maior específico (dificilmente
aquece e dificilmente arrefece em comparação com as outras substâncias).
Exemplos:
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