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Troca e Propagação do Calor

Física

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Introdução

Um corpo, ao receber certa quantidade de energia térmica, pode variar a sua temperatura ou seu estado físico, ou seja, sólido, líquido e gasoso. A variação da temperatura ocorre em razão do aumento da agitação das partículas constituintes do corpo, nesse caso a quantidade de calor que o corpo recebeu é denominada de calor sensível. Se caso o corpo mudar de estado físico à temperatura constante, dizemos que a quantidade de calor é denominada de calor latente. Mas o que é calor? Como ele é transferido?

Calor é energia térmica em trânsito, que é determinada pela diferença de temperatura entre os sistemas envolvidos. O calor flui do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura e pode ser transferido de um corpo para outro das seguintes formas: condução, convecção e irradiação. O termo calor é empregado no sentido de indicar a energia transferida. Indicado pela letra Q, a unidade de calor no Sistema Internacional de Unidades é o joule (J), em homenagem ao físico inglês James Prescott Joule. Contudo, a unidade mais utilizada é a caloria (cal), no entanto podemos relacioná-la com o joule da seguinte forma: 1 cal = 4,18 J.

Capacidade Térmica e Calor Específico

Admitindo que não ocorra mudança de estado físico, imagine um corpo que receba certa quantidade de energia e varie sua temperatura. É denominado de capacidade térmica C, também chamada de calorífica, o quociente entre a quantidade de calor (Q) e a variação da temperatura sofrida pelo corpo (Δt), veja:

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

Define-se como calor específico, também denominado de capacidade térmica, o valor numérico da quantidade de calor que acarreta na variação de um grau Celsius em uma grama da substância. Matematicamente definimos como sendo a razão entre a capacidade térmica e a massa do corpo.

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

Equação Fundamental da Calorimetria

Combinando as equações que definem a capacidade térmica e o calor específico, podemos chegar à equação que fornece a quantidade de calor sensível trocado pelo corpo de massa m ao sofrer variação na sua temperatura.

Q = m.c.ΔT

Onde c é o calor específico da substância e ΔT a variação da temperatura da substância.

Por Marco Aurélio da Silva
Equipe Brasil Escola

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Termologia - Física - Brasil Escola

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SANTOS, Marco Aurélio da Silva. "Troca e Propagação do Calor"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/propagacao-calor.htm>. Acesso em 13 de dezembro de 2017.

Questão 1

Adriana colocou 70 ml de café em uma xícara. Após tomar 20 ml do líquido, decidiu parar, pois o gosto não havia lhe agradado. O restante do café permaneceu na xícara exposto ao ambiente. Sabendo que o café sobressalente estava inicialmente a 75 °C, determine o módulo da quantidade de calor perdida pelo líquido para que a sua temperatura atingisse um valor correspondente a 25 °C.

Dados: Calor específico do café = 1 cal/g.°C; densidade do café = 1 g/cm3.

a) 2 Kcal

b) 2,5 Kcal

c) 3 Kcal

d) 1,5 Kcal

e) 1 Kcal

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