O que é calor latente?

Calor latente é o calor recebido ou cedido por um corpo que altera o seu estado de agregação da matéria (sólido, líquido, gasoso), mantendo sua temperatura constante. Temos calor latente de fusão, quando o estado de agregação da matéria passa do sólido para o líquido ou vice-versa, e temos calor latente de vaporização, quando o estado de agregação da matéria passa do líquido para o gasoso ou vice-versa.

Leia também: Você sabe o que é calor sensível?

Resumo sobre calor latente

• O calor latente é o calor absorvido ou liberado por um corpo durante mudança de estado agregação da matéria (sólido, líquido, gasoso), com temperatura constante.
• Ele possibilita o processo de fusão, vaporização, condensação, solidificação e sublimação.
• O calor latente pode ser calculado por meio da razão entre a quantidade de calor e a massa.
• Existe o calor latente de fusão e o calor latente de vaporização.
• O calor sensível não possibilita a mudança de fase de um corpo, apenas a mudança de temperatura.

Exemplos de calor latente

Existem alguns exemplos do calor latente, pensando nisso, selecionamos alguns deles abaixo:

• Processo de fusão (sólido para líquido): derretimento de metais mantendo a sua temperatura constante.
• Processo de vaporização (líquido para gasoso): água evapora mantendo a sua temperatura em 100 ºC.
• Processo de solidificação (líquido para sólido): água congela mantendo a sua temperatura em 0 ºC.
• Processo de condensação (gasoso para líquido): transformação de vapor de água em água líquida mantendo a sua temperatura constante.
• Processo de sublimação (sólido para gasoso): gelo seco mantendo a sua temperatura constante.

Fórmula do calor latente

\(L=\frac{Q}{m}\)

• L  → calor latente, medido em [J/kg] ou [cal/g].
• Q  → quantidade de calor, medida em Joule [J] ou calorias [cal].
• m  → massa, medida em quilograma [kg] ou grama [g].

Tipos de calor latente

O calor latente é tipificado como calor latente de fusão ou calor latente de vaporização.

→ Calor latente de fusão

Calor latente de fusão é aquele em que a quantidade de calor absorvida pelo corpo promove a mudança da fase sólida para líquida ou que a quantidade de calor liberada pelo corpo promove a mudança da fase líquida para sólida, em temperatura constante. Ele pode ser calculado pela fórmula:

\(L_F=\frac{Q}{m}\)

• L_F → calor latente de fusão, medido em [J/kg] ou [cal/g].
• Q  → quantidade de calor, medida em Joule [J] ou calorias [cal].
• m  → massa, medida em quilograma [kg] ou grama [g].

→ Calor latente de vaporização

Calor latente de vaporização é aquele em que a quantidade de calor absorvida pelo corpo promove a mudança da fase líquida para gasosa ou que a quantidade de calor liberada pelo corpo promove a mudança da fase gasosa para líquida, em temperatura constante. Ele pode ser calculado pela fórmula:

\(L_V=\frac{Q}{m}\)

• L_V → calor latente de vaporização, medido em [J/kg] ou [cal/g].
• Q → quantidade de calor, medida em Joule [J] ou calorias [cal].
• m → massa, medida em quilograma [kg] ou grama [g].

Tabela de calor latente

Na tabela abaixo estão descritos os valores de calor latente de fusão e calor latente de vaporização de algumas substâncias:

Substâncias	Calor latente de fusão (kJ/kg )	Calor latente de vaporização (kJ/kg )
Hidrogênio	58,0	455
Oxigênio	13,9	213
Mercúrio	11,4	296
Água	333	2256
Chumbo	23,2	858
Prata	105	2336
Cobre	207	4730

Diferenças entre calor latente e calor sensível

O calor latente e o calor sensível (ou calor específico) são tipos de calor com algumas características distintas.

• Calor latente: temos alteração do estado físico de um corpo mantendo a sua temperatura constante. Ele pode ser calculado pela fórmula:

\(L_F=\frac{Q}{m}\)

• • LF → calor latente de fusão, medido em [J/kg] ou [cal/g].
  • Q → quantidade de calor, medida em Joule [J] ou calorias [cal].
  • m → massa, medida em quilograma [kg] ou grama [g].

• Calor sensível: temos a alteração da temperatura de um corpo mantendo o seu estado físico. Ele pode ser calculado pela fórmula:

\(c=\frac{Q}{m\cdot \Delta T} \)

• • Q → quantidade de calor, medida em Joule [J] ou calorias [cal].
  • m → massa, medida em quilograma [kg] ou grama [g].
  • c → calor específico, medido em [J/(kg·K)] ou [cal/g·°C].
  • ∆T → variação de temperatura, medida em Kelvin [K] ou Celsius [°C].

Acesse também: Afinal, o que é calor?

Exercícios resolvidos sobre calor latente

Questão 1

(Uerj) O gráfico abaixo indica o comportamento térmico de 10 g de uma substância que, ao receber calor de uma fonte, passa integralmente da fase sólida para a fase líquida.

O calor latente de fusão dessa substância, em cal/g, é igual a:

A) 70

B) 80

C) 90

D) 100

Resolução:

Alternativa A.

Calcularemos o calor latente de fusão empregando a sua fórmula:

\(L=\frac{Q}{m}\\ L=\frac{(1000-300)}{10}\\ L=\frac{700}{10}\\ L=70 cal/g\)

Questão 2

(Unip) O calor específico latente de fusão do gelo é de 80 cal/g. Para fundir uma massa de gelo de 80g, sem variação de temperatura, a quantidade de calor latente necessária é de:

A) 1,0 cal

B) 6,4 cal

C) 1,0 kcal

D) 64 kcal

E) 6,4∙103 cal

Resolução:

Alternativa E.

Calcularemos a quantidade de calor latente empregando a fórmula do calor latente:

\(L=\frac{Q}{m}\\ 80=\frac{Q}{80}\\ Q=80\cdot 80\\ Q =6400\ cal\\ Q= 6,4 \cdot 10^3\ cal\)

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (vol. 2). 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (vol. 2). Editora Blucher, 2015.