Calor sensível

Quando os corpos absorvem ou liberam energia na forma de calor sem envolver transformações químicas somente alteração na temperatura chama-se calor sensível.

CALOR SENSÍVEL: MUDANÇA DE TEMPERATURA

Calor específico de uma substância:

Você já deve ter percebido que algumas substâncias aquecem mais que outras mesmo recebendo a mesma quantidade de calor. Um exemplo é quando, num dia ensolarado, com altas temperaturas, você pode andar descalço sobre um chão de terra batida, mas não consegue pisar no asfalto, embora os dois estejam recebendo a mesma quantidade de calor. 

Experimentalmente, verificou-se que esse fenômeno é uma característica da substância que constitui o corpo. Cada grama de certa substância sempre necessita absorver ou liberar determinada quantidade de calor para sofrer variação de um grau em sua temperatura. Essa quantidade de calor caraterística da substância denomina-se calor sensível e é identificada pela letra c. O calor específico de uma substância é medido em cal/g ºC e no SI por J/Kg K ou J/Kg ºC.

Capacidade térmica de um corpo: 

Define-se a capacidade térmica de um corpo como a quantidade de calor que ele precisa receber ou ceder para que sua temperatura varie uma unidade. A capacidade térmica C de um corpo, portanto, é o quociente entre a quantidade de calor Q recebida ou liberada por esse corpo e sua correspondente variação de temperatura 🔺T .

Outro modo de definir a capacidade térmica é levar em consideração o calor específico c do material que compõem o corpo, assim como sua massa m.  A capacidade térmica é medida em cal/ºC ou J/k.

EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA

É possível descrever, por meio de uma equação matemática, como a temperatura de um corpo se modifica quando dele se retira calor ou a ele se cede calor. 

EX: Imaginamos um litro de água inicialmente à temperatura de 20ºC. Colocando esse litro de água sobre a chama de um fogão por algum tempo, percebemos que sua temperatura sobe para 60ºC. Qual é a quantidade de calor absorvida pela água a ponto de produzir esse aquecimento?

R. Conhecendo a densidade da água (1Kg/L), chegamos à conclusão de que 1 litro de água tem 1Kg de massa (1000g). Conhecendo também seu calor específico (1,0 cal/gºC) podemos determinar quanto calor Q foi absorvido por essa massa de água, causando uma variação de temperatura de 40ºC

Q=  m. c.🔼T           Q= 1000.1.40  = 40 Kcal

Se Ti é maior que Tf o corpo absorve calor, isto é, Q é maior que zero; se Tf é menor que Ti o corpo libera calor, isto é, o calor é maior que zero. 

TROCA DE CALOR

Na natureza podemos observar que a busca do equilíbrio térmico, quando os corpos passam a ter a mesma temperatura é uma ação espontânea. Assim, corpos colocados em um mesmo ambiente tendem a ter a mesma temperatura do meio. Para tanto, os mais quentes cedem calor e os mais frios recebem calor.

Em alguns casos, porém, as trocas de calor entre um sistema e o meio externo devem ser evitadas. Isso ocorre quando o sistema é termicamente isolado.

É importante observar que, na prática, por melhor que seja o isolamento térmico de um sistema, ele sempre troca calor com o meio externo.

Se você colocar, em uma caixa de isopor, algumas latas de refrigerante sem gelo com outras geladas, perceberá que o isopor reduzirá a participação do meio externo nas trocas de calor. Após algum tempo todas as latas estarão à mesma temperatura, pois terão atingido o equilíbrio térmico.

Em sistemas termicamente isolado, as trocas de calor ocorrem apenas entre seus integrantes. Assim, toda a energia térmica que sai de alguns corpos é recebida por outros pertencentes ao próprio sistema valendo a relação: 

Quando dois ou mais corpos trocam calor apenas entre si, a soma das quantidades de calor trocadas pelos corpos até atingir o equilíbrio térmico é igual a zero.

Portanto, esse princípio está completamente de acordo com o princípio da conservação da energia, que afirma não ser possível criar nem destruir energia, mas apenas transformá-la ou transmiti-la de um lugar para outro. 

CALORÍMETRO

A mistura de dois ou mais corpos quando um deles está em estado líquido, requer recipiente adequado. Alguns desses recipientes possuem aparatos que permitem obter, de forma direta ou indireta, o valor das quantidades de calor trocadas entre os corpos. Chamamos esse tipo de recipiente de calorímetro. 

De modo geral, o calorímetro é metálico (de alumínio ou cobre) e isolado termicamente por um revestimento de isopor. Em sua tampa, também de isopor, há um orifício pelo qual se introduz o termômetro, que indica a temperatura da mistura em observação.