Grandeza utilizada na transferência de energia
Calor sensível ou calor específico sensível é uma grandeza física que corresponde a quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo, gerando assim uma variação na temperatura. Contudo, os corpos que participam desse processo não têm o estado físico alterado.
Esse fenômeno de transferência de energia é percebido, por exemplo, quando uma barra de ferro entra em contato com o fogo. Ela esquentará, por condução térmica, mas o seu estado físico não sofrerá nenhuma alteração.
O que é calor?
A calorimetria é o ramo da física que estuda os fenômenos relacionados às trocas de energia térmica que são chamadas de calor. Essa troca ocorre em função da diferença de temperatura entre os corpos envolvidos.
É importante ressaltar que um corpo não possui calor próprio. Ele, na verdade, possui uma energia interna. Portanto, o fenômeno do calor só acontece quando um corpo com maior temperatura transfere energia para outro com menor temperatura.
O calor é um fenômeno de transferência de energia. (Foto: PxHere)
Essa transmissão de energia pode acontecer de três formas:
• Condução
• Convecção
• Radiação
O calor ainda pode manifestar-se nos corpos de dois modos:
• Calor sensível: provoca apenas a variação da temperatura dos corpos.
• Calor latente: provoca alterações na estrutura física dos corpos.
Calor sensível
O calor sensível é calculado a partir da fórmula abaixo:
Q = m.c.∆T
Sendo,
Q: quantidade de calor sensível (cal ou J)
m: massa do corpo (g ou Kg)
c: calor específico (cal/g°C ou J/Kg.°C)
∆T: variação de temperatura (°C ou K)
Na fórmula do calor sensível, podemos perceber que a variação de temperatura que um corpo sofre é diretamente proporcional à quantidade de calor que lhe é cedida, bem como é inversamente proporcional a sua massa e ao seu calor específico.
Observações:
1. A grandeza do calor específico determina a quantidade de calor necessária para que 1 g do elemento eleve a sua temperatura em 1 °C;
2. As variações de temperatura podem ser indicadas em °C e em K, uma vez que, as duas escalas possuem 100 intervalos e logo possuem as mesmas variações.
Agora que você já conhece a fórmula do calor sensível. Veja a resolução de dois problemas:
Exemplo 1 - Para 2l de água em uma temperatura de 25º C a 100º C. Qual a quantidade de calor necessário para aquecer o líquido?
O primeiro passo é listar os dados da questão: densidade da água = 1Kg/l; calor especifico da água = 1 cal/g°C ou 4200 J/kg.K e 1 cal = 4,2 J. Feito isso, podemos aplicar a fórmula:
Q = m.c.∆T
Q = 2000. 1. (100 – 25)
Q = 150.000 cal ou 150 Kcal
Exemplo 2 - Dada uma amostra de 4 kg de um substância indefinida, com temperatura de 40 °C para 50 °C e calor específico de 0,5 cal/g°C. Qual a quantidade necessária de calor para aquecê-la?
Para essa questão temos os seguintes dados: massa da substância = 4 kg = 4000 g; calor específico = 0,5 cal/g°C e variação de temperatura = 50º -40º = 10º. Com esses dados aplicados à fórmula temos:
Q = m.c.∆T
Q = 4000. 0,5. 10
Q = 20.000 cal ou 20 kcal
Calor sensível e capacidade térmica
A capacidade térmica uma propriedade intrínseca à substância da qual o corpo é constituído. Sabe-se que ela depende tanto do calor específico quanto da sua massa de um corpo, sendo calculada a partir da seguinte fórmula:
C = Q/∆T
Sendo,
C: capacidade térmica (cal/°C);
Q: quantidade de calor (cal);
∆T: variação de temperatura (°C ou K).
A capacidade térmica ainda pode ser encontrada através a razão entre a quantidade de calor e variação de temperatura. Para tal, utilizamos a seguinte fórmula:
C = m. c
Sendo,
C: capacidade térmica (cal/°C);
m: massa do corpo
c: calor específico
Calor sensível e calor latente
O calor latente é a quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo, sem que haja uma variação na temperatura. Contudo, os corpos envolvidos nessa transferência sofrem algum tipo de modificação no seu estado físico.
Um típico exemplo de calor latente é quando aquecemos a água até 100 ºC. Ao atingir essa temperatura, ela inicia o processo de evaporação (transformação de líquido para gás). Porém, enquanto toda a água não se tornar vapor, a temperatura se mantém.
Com isso, podemos fazer as seguintes inferências ao comparar o calor sensível com o calor latente:
• No calor latente, o estado físico da substância é alterado, enquanto no calor sensível continua o mesmo;
• O calor latente não leva em consideração a temperatura do corpo, enquanto o calor sensível a considera.