Capacidade Térmica

Também denominada de capacidade calorífica, a capacidade térmica nada mais é do que a quantia de calor que determinado corpo ou objeto precisa perder, ou, absorver para que ocorra uma “variação unitária” em sua temperatura.

A capacidade térmica pode ser classificada como uma grandeza física que determina, basicamente, a quantidade de calor que deve ser fornecida, e também, o quanto a temperatura varia.

Matematicamente falando, a equação da capacidade térmica fica assim definida:

C = m.c

Onde:

C: representa a capacidade térmica

m: massa (Kg)

c: calor específico (J/Kg.K)

Vamos agora a alguns pontos importantes a respeito da capacidade térmica.

Características

O primeiro ponto ao qual devemos nos referir quando falamos em capacidade térmica, é que tal grandeza física caracteriza apenas o corpo de determinado objeto, e não sua substância. Além disso, a capacidade calorífica é uma propriedade do tipo “extensiva”, isto é, proporcional à quantia de material que está no corpo. Portanto, dois objetos – formados pela mesma substância – mas com massas diferentes apresentam capacidades térmicas, também diferentes, entre si.

Vamos agora as “grandezas” que determinam a capacidade térmica tal qual uma propriedade intensiva.

– Calor específico: caracteriza a capacidade térmica através das unidades da substância e de massa dos corpos.

– Calor específico molar: é o resultado entre o número de mols presentes aliado a capacidade térmica. Em algumas literaturas é descrito como calor específico volumétrico, ou seja, por unidade de volume.

Temperatura X Calor

Em não raras as ocasiões utiliza-se o temo “calor” como sinônimo de “temperatura”. Entretanto, apesar de relacionadas, tais palavras têm definições bem diferentes.

– Calor: é um tipo de energia térmica que movimenta-se da maior para menor temperatura. Vale lembrar que até mesmo os corpos com as menores temperaturas também apresentam calor.

– Temperatura: assim como a capacidade térmica também é considerada uma grandeza física, usada, para verificar o grau de agitação, ou mesmo, a energia cinética das partículas de determinada matéria.

Ambos são utilizados na Termologia – parte da física responsável por estudar os fenômenos relacionados ao calor -. Mas, você deve estar se perguntando: “Por que tenho que entender a diferença entre calor e temperatura para poder estudar a capacidade térmica?”.

A resposta é a seguinte: Dentro dos fenômenos de capacidade térmica há um denominado “graus de liberdade”, um fator que pode alterar o calor específico e tem grande repercussão nos fenômenos de capacidade térmica, então vamos a ele.

Alterações no calor específico

– Graus de liberdade: ao observar as moléculas foi possível determinar que estas sofrem com diversas vibrações do tipo “interno”. A energia que está armazenada nos graus de liberdade – um tipo de comportamento termodinâmico – auxilia na amostra do conteúdo de energia, entretanto, não se reflete na temperatura.

Diz-se que quando os graus de liberdade são do tipo “mais interno” a substância que passa pelo processo tende a aumentar seu calor específico.

Há ainda outros fatores que podem provocar alterações no calor específico, como por exemplo: a massa molar, motivo pelo qual o calor específico tem um tipo de valor para cada substância com massa diferente – assim como mencionamos no início deste artigo -.

Para além da massa molecular há ainda as ligações de hidrogênio que conseguem proporcionar um espaço diferente para que o calor possa ser armazenado como um tipo de energia de vibração.

Cabe ainda ressaltar pequenas impurezas, as quais podem alterar, e muito, o calor específico que é medido.

Mas o que isso tem a ver com meu dia a dia?

Provavelmente você deve ter chegado a este conteúdo no momento em que realizava pesquisas para disciplina de física, e após ler conceitos e mais conceitos pode estar questionando: Como a capacidade térmica aparece em meu cotidiano?

Vamos a algumas situações que você pode observar facilmente.

Relembrando: o ganho, e mesmo a perda de calor são diretamente proporcionais a capacidade térmica do corpo. Sendo assim, aqueles objetos que têm baixa capacidade térmica tendem a demorar muito mais para se aquecer, seguindo a mesma lógica, se estiverem muito quentes também irão demorar a se resfriar.

Em contrapartida, aqueles com boa capacidade térmica têm facilidade tanto para atingir altas temperaturas, quanto para se resfriar, caso isso seja necessário.

Vamos a alguns exemplos: Quando você compra um sanduíche com pão, queijo, presunto e fatias de tomate e aquece-o certamente irá perceber que o tomate irá absorver muito mais calor do que o restante dos ingredientes de seu lanche, isso ocorre porque o tomate tem uma elevada capacidade térmica.

Outra situação: quando um trabalhador manuseia uma lixadeira sobre uma barra de ferro, o mesmo não sente que as fagulhas, ou faíscas, provenientes deste contato estão sob elevada temperatura. Isso ocorre porque a capacidade térmica do ferro é elevada se comparada a da faísca – um corpo pequeno e que perde e ganha calor de maneira muito rápida -. Logo, quem manuseia a lixadeira não irá sequer sentir o calor das faíscas que saltam para todos os lados.