O Calor Sensível e Calor Latente

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A caloria é definida como a quantidade de calor capaz de variar em 1°C a temperatura de 1g de água. A relação entre essas duas unidades, 1 cal = 4,18 J, foi estabelecida por Joule com base em seus experimentos.

3.1.1. TEMPERATURA E CALOR

Temperatura e calor são conceitos fundamentais da Termologia (área da Física que estuda os fenômenos associados ao calor, como a temperatura, dilatação, propagação de calor, etc.). Apesar de serem comumente confundidos por estarem associados, possuem definições diferentes.

A temperatura é uma grandeza física utilizada para medir o grau de agitação ou a energia cinética das moléculas de uma determinada quantidade de matéria. A temperatura será maior, à medida que as moléculas estejam mais agitadas.

Para medir a temperatura é necessário um instrumento de medição chamado de termômetro. Este pode estar nas escalas Celsius, Kelvin e Fahrenheit.

Calor, energia térmica em trânsito, equivale à energia que se transfere de um corpo para outro em razão da diferença de temperatura. Se a transferência for espontânea, ocorrerá do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura até que atinjam o equilíbrio térmico.

3.2. QUANTIDADE DE CALOR

Associando a capacidade térmica e o calor específico, obtemos uma equação que fornece a quantidade de calor sensível trocado pelo corpo de massa m ao sofrer variação na sua temperatura.

Q = m.c.ΔT

c é o calor específico da substância

ΔT a variação da temperatura da substância.

3.3. CALOR ESPECÍFICO CAPACIDADE TÉRMICA

Sabemos que quando não ocorre mudança de estado, a quantidade de calor que um corpo recebe é diretamente proporcional ao seu aumento de temperatura. Define-se, então, a capacidade térmica C de um objeto como a razão entre a quantidade de calor recebido Q e a conseqüente variação de sua temperatura ∆T. Assim:

[pic 1]

A unidade de capacidade térmica é a caloria por grau Celsius (cal/°C).

Calor específico é uma grandeza que informa a relação entre calor absorvido e elevação de temperatura para um material. Para que materiais de massas iguais de materiais diferentes sejam elevados à mesma temperatura, são necessárias quantidades de calor diferentes. Cada material tem sua própria constante de proporcionalidade entre a quantidade de calor trocada, a variação de temperatura e a massa, relação denominada calor específico.

[pic 2]

A unidade de calor específico é a cal/g.°C.

3.4 TRANSFERÊNCIAS DE CALOR

A transferência de calor entre objetos com temperaturas diferentes não se dá apenas por contato direto. Há três maneiras de a energia térmica se propagar: condução, convecção e irradiação.

Condução – acontece no interior de um corpo ou entre dois corpos em contato: o calor é transmitido de partícula para partícula do corpo.

Convecção – o calor é transportado por movimentação de matéria, sendo necessário, portanto, que ocorra um deslocamento de massas de matéria de uma região para a outra.

Radiação – o calor é transmitido por meio de radiação eletromagnética, como a energia gerada pelo Sol que chega até a Terra, sem que seja necessária a existência de matéria para que essa transmissão ocorra.

3.5. CALOR SENSÍVEL E LATENTE

3.5.1. Calor Sensível

É uma quantidade de calor trocado por um corpo que faz sua temperatura variar sem alterar o estado físico. Podemos calcular essa quantidade de calor, pela expressão:

Q = m.c.∆T

Q – Quantidade de calor;

m – Massa do corpo;

c – Calor específico;

∆T – Variação de temperatura.

3.5.2. Calor Latente

É o calor trocado que, diferentemente do calor sensível, produz mudança de estado físico no corpo, à temperatura constante. A quantidade de calor latente de um corpo é calculada pela expressão:

Q = m.L

Q – Quantidade de calor latente;

m – Massa do corpo;

L – Calor latente de transição.

3.6. CURVA DE AQUECIMENTO – CALOR SENSÍVEL E CALOR LATENTE

Observe com muita atenção o gráfico abaixo e a sequência de figuras que ilustra o aquecimento, por exemplo, de certa massa de água sendo aquecida de gelo a -20°C até vapor de água a 120Oc (SILVA,2016).

[pic 3]

Durante a fusão e a vaporização a temperatura permanece constante (0°C na fusão e 100°C na vaporização) porque a energia térmica (calor) fornecida ao gelo foi utilizada apenas para convertê-lo em água líquida e a energia térmica (calor) fornecida à água líquida foi utilizada apenas para convertê-la em vapor, fazendo com que a temperatura nessas duas mudanças de estado físico permaneça constante (0oC na fusão e 100oC na vaporização) (TEIXEIRA,2016).

Quando você afirma que o calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g, você quer dizer que, para a fusão de 1g de gelo ou para a solidificação de 1g de água, você deve ceder ou retirar 80 cal (SILVA, 2016).

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

4.1. MATERIAL

- 400 mL de Água no estado líquido;

- Béquer de 1000 mL e 250 mL;

- Gelo

- Aquecedor

- Termômetro Digital A

- Termômetro Digital B

- Cronômetros

4.2. PROCEDIMENTOS

Primeiramente o Professor nos