Temperatura, Calor Sensível e Calor Latente


As partículas constituintes dos corpos estão constantemente em movimento, sendo dotadas de uma energia de movimento, energia de agitação.
A energia de agitação das partículas do corpo chamamos de energia térmica do corpo. A quantidade de energia térmica de um corpo depende de uma série de fatores, como a sua massa, a substância de que é constituído, a temperatura etc.

Temperatura, Calor Sensível

A temperatura é uma medida do estado de agitação das partículas, do nível de energia térmica, do potencial térmico do corpo. Quanto maior a temperatura, mais agitada ficam as partículas do corpo. Devemos observar que a temperatura não mede a quantidade de energia térmica do corpo. Sendo assim, o fato de um corpo estar numa temperatura mais alta que outro não quer dizer que ele possua maior quantidade de energia térmica, mas sim que sua energia térmica está num nível mais elevado que a do outro.

Sendo assim, a temperatura do mais quente diminui e do mais frio aumenta até que as duas se igualem. Neste ponto cessa troca de calor. Dizemos que foi atingido o equilíbrio térmico e a temperatura chama-se temperatura final do equilíbrio térmico.

Calor Sensível e Calor Latente

Se o efeito no corpo for apenas variação de temperatura, o calor é chamado calor sensível.
Se o efeito no corpo for apenas mudança de estado, o calor é chamado calor latente.

Comprovadamente, o calor utilizado depende de três características:
•            A massa que se quer aquecer (m);
•            O material a ser aquecido(c);
•            A variação de temperatura necessária (AT)

O calor específico (c) definirá a dificuldade que a substancia possuirá em aquecer. Esta quantidade de calor trocada entre os corpos pode ser medida como uma energia qualquer. No Sistema Internacional de Unidades (SI), energia deve ser medida em joule (3). Porém, por razões históricas, é comum que se utilize também a caloria (cal).

Define-se l caloria (l cal) como a quantidade de energia necessária para elevar l g de água de 14,5°C para 15,5°C, sob pressão normal.
l cal = 4,18 J l kcal = 1000 cal. Conclui-se que a quantidade de calor fornecida pela chama deve ser: Para que haja a passagem de um estado para outro, é necessário fornecimento ou retirada de energia.

Define-se Capacidade Térmica de um corpo como a quantidade de calor que se deve fornecer a ele para que sua temperatura varie em lc Ocorrerá quando houver mudança de estado físico através do fornecimento ou retirada de calor. A pressão constante, cada substancia tem sua temperatura fixa de passagem. Um corpo que possui capacidade térmica de 10 cal/°C deve receber 10 cal para cada 1°C de elevação de temperatura.
No presente estudo, destacaremos três aspectos: sólido, líquido e gasoso.

Verifica-se experimentalmente que cada uma destas substancias precisa de, para cada Ig, uma quantidade específica para mudar de estado. Este valor é chamado de Calor Latente. Por exemplo: para derreter l g de gelo, é necessário o fornecimento de SOcal. Assim, o Calor Latente de Fusão da água é L = 80 cal/g. Para ebulir l g de água líquida, é necessário um fornecimento de 540 cal já que o Calor Latente de Vaporização da água é 540 cal/g.
Logo, para se determinar a quantidade de calor total a ser utilizada para mudar de estado uma massa m , pode se utilizar: Q = m . L, onde L é o calor latente.A unidade usual de calor latente de mudança de estado é a caloria por grama: cal/g.

Calor latente de Fusão de uma substância é a quantidade de calor recebida por um grama de substância ao passar do estado sólido para o líquido, sem variação de temperatura. Representá-lo-emos por Lf.
Calor latente de Solidificação de uma substância é a quantidade de calor cedida por um grama da substância ao passar do estado líquido para o sólido, sem variação de temperatura. Representá-lo-emos por Ls.
Calor latente de Vaporização de uma substância é a quantidade de calor recebida por um grama da substância ao passar do estado líquido para o de vapor, sem variação de temperatura. Representá-lo-emos por Lv.
Calor latente de Condensação de uma substância é a quantidade de calor cedida por um grama da substância ao passar do estado de vapor para o líquido, sem variação de temperatura. Representá-lo-emos por Lc.

Para a água, os valores de L são: Lf = Ls = 80 cal/g Lv=Lc=540cal/g onde:
Lf = calor latente de fusão
Ls = calor latente de solidificação
Lv = calor latente de vaporização
L* = calor latente de condensação

É importante notar que:
a)          O calor latente de fusão é igual ao calor latente de solidificação para uma mesma substância.
b)          O calor latente de vaporização é igual ao calor latente de condensação para uma mesma substância.

Quando em um sistema isolado, juntamos dois ou mais corpos a temperaturas diferentes, eles irão trocar calor até que o sistema atinja o equilíbrio térmico. Em um sistema isolado, a quantidade de calor cedida por alguns corpos é igual à quantidade, total de calor recebida por outros.
As trocas de calor são feitas, em geral, em aparelhos denominados colorímetros. Os colorímetros são vasos isolados que não permitem a saída ou entrada de calor do ambiente externo.