Troca e Propagação do Calor

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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:

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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

Escrito por: Marco Aurélio da Silva Santos Escritor oficial 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: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/propagacao-calor.htm. Acesso em 02 de abril de 2025.

De estudante para estudante

Videoaulas

Lista de exercícios

Exercício 1

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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

Exercício 2

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(Fatec) Um chuveiro elétrico de potência 4200 W é usado para aquecer 100 g de água por segundo em regime permanente. O calor específico da água é c = 4,2 J/g.°C. Despreze a possível perda de calor para o ambiente. Se a temperatura de entrada da água no chuveiro é de 23°C, sua temperatura de saída é de:

a) 28 °C

b) 33 °C

c) 38 °C

d) 41 °C

e) 45 °C

Exercício 3

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(UFG) O cérebro de um homem típico, saudável e em repouso consome uma potência de aproximadamente 16 W. Supondo que a energia gasta pelo cérebro em 1 min fosse completamente usada para aquecer 10 ml de água, a variação de temperatura seria de, aproximadamente:

DADOS: densidade da água: 1,0 x 10³ kg/m³; calor específico da água: 4,2 x 10³ J/kg °C)

a) 0,5 °C

b) 2 °C

c) 11 °C

d) 23 °C

e) 48 °C

Exercício 4

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A embalagem de um produto alimentício traz a informação de que a quantidade de calorias existentes em uma porção de 240 ml de seu conteúdo é 150 Kcal. Qual seria a variação de temperatura de 30 kg de água se toda a energia disponível em 1200 ml desse determinado alimento fosse completamente utilizada para aquecê-la?

DADOS: 1 Kcal = 4,0 kJ; calor específico da água: 4 KJ/kg °C

a) 25 °C

b) 30 °C

c) 15 °C

d) 10 °C

e) 5 °C

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