Qual a diferença entre calor específico e calor latente?
A diferença entre calor específico e calor latente está relacionada às mudanças de fase e à variação de temperatura que ocorrem em um corpo quando ele recebe ou perde calor.
Calor específico (ou calor sensível): É a quantidade de calor necessária para variar a temperatura de uma substância ou material em 1 °C, sem levar em consideração mudanças de fase. Quando um corpo recebe calor sensível, sua temperatura aumenta, mas seu estado físico permanece inalterado (sólido, líquido ou gasoso). A fórmula para calor específico é: $$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$$, onde $$Q$$ é a quantidade de calor, $$m$$ é a massa, $$c$$ é o calor específico e $$\Delta T$$ é a variação de temperatura.
Calor latente: É a quantidade de calor que uma unidade de massa de uma substância deve receber ou ceder para que ocorra uma mudança de fase sem variação de temperatura. O calor latente é calculado com a fórmula: $$Q = m \cdot L$$, onde $$Q$$ é a quantidade de calor, $$m$$ é a massa e $$L$$ é o calor latente. O calor latente pode ser positivo ou negativo, indicando se o material está recebendo ou perdendo calor, respectivamente.
Em resumo, o calor específico está relacionado às variações de temperatura sem mudanças de fase, enquanto o calor latente está associado às mudanças de fase sem variação de temperatura.
| Calor Específico | Calor Latente |
|---|---|
| É a quantidade de calor necessária para variar a temperatura de uma substância em 1 °C. | É a quantidade de calor necessária para modificar o estado físico de uma substância sem elevar sua temperatura. |
| O calor específico é proporcional à quantidade de calor recebido ou doado pela substância e pode ser calculado por massa e temperatura. | O calor latente é medido em Joule por quilograma (J/kg) e é característico de cada substância. |
| Exemplos de calor específico: Água (4,18 kJ/kg°C ou 4,18 cal/g°C) e Álcool Etílico (2,35 kJ/kg°C ou 2,35 cal/g°C) . | Exemplos de calor latente: Fusão (0 ºC) - 80 cal/g, Solidificação (0 ºC) - 80 cal/g, Vaporização (100 ºC) - 540 cal/g e Condensação (100 ºC) - 540 cal/g. |
Como calcular o calor específico de uma substância?
O calor específico de uma substância é a quantidade de calor necessária para que cada grama de uma substância sofra uma variação de temperatura correspondente a 1°C.
Para calcular o calor específico, você pode usar a fórmula: c = C m c=\frac{C}{m} c=mC Onde:
- cé o calor específico (cal/g.°C ou J/Kg.K);
- Cé a capacidade térmica (cal/°C ou J/K);
- mé a massa (g ou Kg);
- ΔTé a variação de temperatura (°C ou K);
Normalmente, o calor específico de uma substância é determinado medindo a capacidade térmica de uma amostra da substância, geralmente com um calorímetro, e dividindo pela massa da amostra.
Várias técnicas podem ser aplicadas para estimar a capacidade térmica de uma substância, como a calorimetria de varredura diferencial rápida.
É importante notar que o calor específico pode variar de acordo com a massa molar da substância, a presença de impurezas e a força das ligações intermoleculares.
Exemplos de mudanças de estado que envolvem calor latente?
O calor latente é a quantidade de energia térmica que é absorvida ou cedida por um corpo ou sistema durante uma mudança de seu estado físico, em temperatura constante.
Existem três tipos de calor latente: o calor latente de fusão, o calor latente de vaporização e o calor latente de sublimação. Aqui estão alguns exemplos de mudanças de estado que envolvem calor latente:
- Fusão: Quando um sólido recebe calor, ele passa do estado sólido para o estado líquido. Durante esse processo, a energia térmica fornecida é usada para romper as ligações químicas entre as moléculas do estado sólido;
- Vaporização: O calor latente de vaporização é a quantidade de calor necessária para que ocorra a mudança de estado de um líquido para um gás. Durante esse processo, a energia térmica fornecida é usada para romper as ligações químicas entre as moléculas do estado líquido;
- Sublimação: A sublimação é o processo pelo qual um sólido passa diretamente para o estado gasoso, sem passar pelo estado líquido. O calor latente de sublimação é a quantidade de calor necessária para que ocorra essa mudança de estado;
Durante essas mudanças de estado, a temperatura permanece constante, pois a energia térmica fornecida é usada para romper ou formar ligações químicas entre as moléculas, em vez de aumentar ou diminuir a temperatura da substância.
Como o calor específico é medido?
O calor específico é uma propriedade física que indica a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma substância em uma unidade, como um grama ou um quilograma.
No Sistema Internacional de Medidas, o calor específico é expresso em joules por quilograma e por kelvin (J/kg-K). Para medir o calor específico de uma substância, é necessário realizar experimentos de calorimetria.
Um método comum para medir os calores específicos envolve a imersão de uma quantidade conhecida da substância em água de temperatura conhecida. Quando o equilíbrio térmico é alcançado, o calor cedido pela substância é igual ao calor absorvido pela água.
A fórmula para calcular o calor específico é: c = Q m ⋅ Δ T c=\frac{Q}{m\cdot \Delta T} c=m⋅ΔTQ Onde:
- cé o calor específico;
- Qé a quantidade de calor perdida ou ganhada;
- mé a massa em gramas;
- ΔTé o cambio de temperatura em Kelvin;
Os valores do calor específico geralmente são medidos, pois não há uma forma simples de calcular com precisão. Alguns exemplos de calor específico incluem:
- Água: 1 caloría por grama e grau Celsius;
- Alumínio: 0,215 calorias por grama e grau Celsius;
O calor específico é uma propriedade intensiva da matéria e pode variar de acordo com o estado físico da substância (sólido, líquido ou gasoso).
Conteúdo interessante: