sábado, 4 de maio de 2013

Calor Específico e Capacidade Térmica


Calor Específico (c).
Suponha que diferentes objetos fabricados de diferentes materiais são aquecidos da mesma forma. Será que os objetos vão esquentar na mesma velocidade? A resposta é: na maioria das vezes não. Diferentes materiais se aquecem a diferentes velocidades, porque cada material tem o seu próprio calor específico.

O calor específico indica a capacidade de calor necessária para aquecer uma unidade de massa (uma grama ou um kilo), de modo que sua temperatura aumente de 10 C. No SI a unidade de calor específico é J/kg 0K. (Joule por kilograma por graus Kelvin), mas também pode aparecer a cal/g 0C (caloria por grama por graus Celsius). Quanto menor o calor específico de uma substância, mais facilmente ela pode aumentar ou diminuir sua temperatura (esquentar ou esfriar) ou então, quanto maior for o calor específico de uma substância, mais difícil será elevar a sua temperatura.

As tabelas a seguir mostram os calores específicos de algumas substãncias. Note que o calor específico da água é muito maior do que o das outras substâncias.



Na tabela de baixo, temos na primeira coluna os valores no SI.


Podemos ver nas tabelas que o calor específico da água é maior que o das outras substâncias. Por esse motivo, ela é utilizada para a refrigeração de motores de automóveis. Além disso, a grande quantidade de energia necessária para a água variar sua temperatura é um fator fundamental para a estabilidade climática de algumas regiões da Terra.
É por isso que as variações de temperatura entre o dia e a noite nos desertos são enormes, enquanto em regiões com muita água são bem menores, isto é, areia não retém o calor do Sol, quando chega a noite (veja nas tabelas acima a diferença de calores específicos entre elas).



Capacidade Térmica ( C ).
Definição: É a quantidade de calor que um corpo precisa receber ou perder para que a sua temperatura aumente ou diminua de 10 C.
A capacidade térmica é porporcional à quantidade de massa de um corpo. Assim, dois corpos feitos do mesmo material, mas com massas diferentes, terá maior capacidade térmica o corpo que possuir maior massa.
Vamos colocar duas panelas A e B no fogão. Na panela A colocamos mais água do que na panela B.



 Se quisermos que a água das duas panelas fiquem com a mesma temperatura, digamos 700 C. Deveremos fornecer maior quantidade de calor à panela que contém maior quantidade de água (maior massa).
Ou então, se fornecermos a mesma quantidade de calor (os botões do fogão na mesma marca). A panela que tem mais água irá ficar menos aquecida.


 Estes fatos acontecem porque a maior quantidade de água da panela A possui maior capacidade térmica, pois necessita de uma quantidade maior de calor do que a água da panela B.

Unidade da Capacidade Térmica.
No SI, sua unidade é o J/K (Joule por Kelvin), contudo ela pode aparecer como cal/0C (calorias por graus Celsius).
Assim, a panela A pode ter uma capacidade térmica CA = 20 cal/0C, enquanto a água da panela B pode ter uma capacidade térmica CB = 10 cal/0C. Isto é, são necessárias 20 calorias para aumentar um grau na panela A, enquanto que na B, apenas 10 calorias são necessárias.


Equação da Capacidade Térmica
Podemos calcular a CapacidadeTérmica através da expressão:

   
ΔT = Tf - Ti

Q – quantidade de calor recebida pelo corpo;
Tf – temperatura final do corpo;
Ti – temperatura inicial do corpo.

Exemplo: Um forno de pizzaria fornece cerca de 810000 calorias para assar uma pizza. Sabendo-se que ela se encontrava a uma temperatura de 250 C antes de ir ao forno e quando ficou pronta, atingiu uma temperatura de 3250 C, determine a CapacidadeTérmica da pizza.
Solução:
C = Q / ΔT ΔT = Tf – Ti
Q = 810000 cal
Ti = 250 C
Tf = 3250 C
ΔT = 325 – 25 = 3000 C
C = 810000/300 = 2700
Q = 2700 cal/0C


Vejamos agora alguns vídeos sobre calor específico e capacidade térmica:

Calor específico vídeo 1:

Calor específico vídeo 2:


Calor específico vídeo 3:



Capacidade Térmica, vídeo 1:


Capacidade térmica, vídeo 2:


Capacidade térmica, vídeo 3


Vamos agora, refazer os exercícios no seu caderno.


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