Princípios da Transmissão de Calor

O que é capacidade térmica de um corpo? O que é calor específico de certo material? E calor sensível? Conheça e saiba aplicar o Quemacete!

Vem com a gente saber um pouco mais desse tema tão requisitado nos vestibulares e no Enem. Saiba diferenciar capacidade térmica de calor especifico. Revise a equação fundamental da calorimetria e saiba determinar o calor específico através dela. Revise os princípios da transmissão de calor nessa aula de física para o Enem!

Capacidade térmica

Você provavelmente já sabe que quando a temperatura de dois corpos em contato sofre variação,  uma das consequências é a transferência de calor. Essa transferência de calor sempre se dá do corpo mais quente para o mais frio.

A variação de temperatura de um corpo é diretamente proporcional à quantidade de calor que ele recebe ou cede.

Assim podemos definir uma grandeza térmica característica do corpo denominada capacidade térmica, e indicada por C. A capacidade térmica de um corpo é a razão entre a quantidade de calor transferida (Q) e a variação de temperatura ocorrida (ΔT).

Matematicamente, temos:

cálculo da capacidade térmica

Como Q é uma forma de energia, ela é medida em Joules (J) ou calorias (cal). Já o ΔT é medido em Kelvin (K) ou em graus Celsius (oC). Portando, a capacidade térmica será medida em J/K ou cal/oC.

Para você compreender melhor, imagine um corpo que possui capacidade térmica de 300 cal/oC. Isso significa que para esse corpo ter sua temperatura aumentada em 1oC, seria necessário receber 300 calorias de energia.

Agora, antes de prosseguirmos, precisamos pontuar algumas considerações:

  • Calor sensível é apenas a quantidade de calor envolvida no aquecimento ou resfriamento de certa substância;
  • Uma caloria é a quantidade de calor necessária para se elevar a temperatura de 1 grama de água de 14,5 oC para 15,5 oC, sob condição normal de pressão, ou seja, ao nível do mar;
  • A relação entre Joule e caloria é: 1,0 cal = 4,186 J;
Calor específico

Para quantificar ou descrever melhor as propriedades térmicas de um corpo, precisamos entender melhor do que é formado esse corpo.

Quando identificamos a quantidade de calor necessário para aumentar um grau de certa substância independente de sua massa, estamos nos referindo ao calor específico. Dessa forma definimos:

Calor específico é a quantidade de calor que deve ser fornecida ou retirada para que 1 grama de certa substância sofra variação de um grau sua temperatura. Lembre-se que não importa o valor da massa do corpo, ok?!

O cálculo do valor específico de certa substância é dado pela razão entre a quantidade de calor transferido e o valor da massa do corpo juntamente com a variação da temperatura. Vejamos como fica matematicamente:

fórmula calor específico

O calor específico tem como unidade de medida cal/g.oC ou J/kg.K

Vamos ver um exemplo:

Determine o calor específico de um corpo de cobre de 500g de massa cuja variação de temperatura foi de 22 oC devido a uma fonte de calor de 1000 cal.

Resolução:

cálculo do calor específico

Então, para que 1 grama de alumínio tenha sua temperatura elevada em 1 oC é preciso 0,91 calorias.

Só para você fixar bem a diferença de capacidade térmica, vamos pensar em outro exemplo:

Se você possuir um corpo cuja capacidade térmica é 100 cal/oC significa que, para elevar a temperatura desse corpo em 1oC, seria necessário fornecer 100 calorias.

Equação fundamental da calorimetria

Vamos caminhar mais um pouco, e agora com a equação fundamental da calorimetria.

A equação fundamental da calorimetria é obtida isolando a quantidade de calor (Q) na expressão do calor especifico, acompanhe:

fórmula quemacete capacidade termica

Também temos uma outra relação que pode ser muito útil nos exercícios de vestibulares e no Enem:

A da capacidade térmica com o calor específico:

fórmula calor específico

c → calor específico

C → capacidade térmica

m → massa

Para encerrar a aula, veja estes vídeos do prof. Marcelo no nosso canal!

Agora resolva 10 exercícios sobre capacidade térmica e continue estudando:

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Sobre o(a) autor(a):

Rodinei Pachani é mestre em Geofísica pela USP-SP, com licenciatura plena em matemática, possui pós-graduação em Gerência Financeira e especialização em Estatística Aplicada. Possui experiência de mais de 28 anos em sala de aula, tendo trabalhado com ensino médio, cursinhos e Faculdades. É autor do livro “Ciência ao alcance de todos” e possui um canal no YouTube onde realiza experimentos, explica conteúdos e resolve exercícios de física.

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