Capacidade térmica

Capacidade térmica
Quantidade de calor
Se dois corpos diferentes receberem a
mesma quantidade de calor, eles geralmente
apresentam variações diferentes em suas
temperaturas. Para caracterizar esse comportamento
dos corpos, define-se uma grandeza, denominada
capacidade térmica, do seguinte modo:
A quantidade de calor, Q, absorvida ou
liberada por um corpo de massa m e calor específico
c, quando sua temperatura varia ∆T, pode ser
calculada pela relação
Se um corpo recebe uma quantidade de
calor Q e sua temperatura varia de ∆T, a
capacidade térmica desse corpo é dada
por
Para ilustrar esses conceitos, resolva os
problemas a seguir:
Sabendo disso, imagine a seguinte
situação: Um corpo recebe 6000 calorias de calor e
sua temperatura varia de 20 para 26°C. Qual a
capacidade térmica desse corpo?
●● No Rio de Janeiro, uma pessoa coloca um litro
de água a 26°C para ferver em uma panela. Qual é a
quantidade de calor cedida pela chama do fogão
para a água? (Dados, 1 Litro de água pesa 1 kg.)
Calor Específico
Calor Latente
De um modo geral, o valor da capacidade
térmica varia de um corpo para outro. Mesmo que
sejam feitos de um mesmo material, dois corpos
podem ter capacidades térmicas diferentes, desde
que suas massas sejam diferentes.
Porém, existe uma relação entre a
capacidade térmica e a massa de um corpo que é
constante para cada material. Essa constante é
chamada de calor específico e é definida assim:
Vimos que quando cedemos calor a um
corpo, este aumentará sua tem temperatura. Porém
esse calor pode ser utilizado para não aumentar a
temperatura e sim para modificar o estado físico do
corpo. Tal calor é denominado calor latente (L).
O calor latente de mudança de estado de
uma substância é igual à quantidade o calor que
devemos ceder ou retirar de um grama da substância
para que ela mude de estado.
Se um corpo de massa m tem uma
capacidade térmica C, o calor específico do
material que constitui o corpo é dado por
Sendo assim, calcule o calor específico do
corpo mencionado anteriormente, sabendo que sua
massa é de 1Kg. Observando a tabela responda: que
material é esse?
Calores específicos
Substância
c (cal/g °C)
Água
1,00
Gelo
0,55
Vapor d’água
0,50
Alumínio
0,22
Vidro
0,20
Ferro
0,11
Latão
0,094
Cobre
0,093
Prata
0,056
Mercúrio
0,033
Chumbo
0,031
● Um corpo de massa m=100g e calor específico
c=0,5cal/g.°C sofre uma variação de temperatura de
10°C. Qual a quantidade de calor recebida pelo
corpo?
O calor latente é uma constante que varia
de acordo com o material e o processo de mudança
de estado, como mostrado na tabela a seguir.
Substância
Fusão (cal/°C)
Água
Álcool
Cobre
Chumbo
Enxofre
Ferro
Ouro
80
25
49
6
119
64
15
Vaporização
(cal/°C)
540
204
1288
209
78
1508
376
●●● Calcule a quantidade de calor necessária para
se elevar a temperatura de 500g de água de -10°C
até 120°C. Esboce um gráfico da temperatura em
função da quantidade de calor fornecido à água.
Existe uma relação entre alguns objetos e
eletrodomésticos de sua casa e os conceitos de
capacidade térmica e calor específico. Responda:
Que relação é essa?