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Cálculo do calor transferido

Em nossos estudos vimos que calor é a energia em trânsito, ou seja, é a energia que se transfere de um corpo para outro. Sabemos também que se colocarmos em um recipiente isolado dois corpos com temperaturas diferentes, com o passar do tempo eles terão temperaturas iguais. Isso acontece pelo fato de o corpo de maior temperatura transferir energia em forma de calor para o corpo de menor temperatura.

Mas deixo a pergunta: como é possível determinar a quantidade de energia, em forma de calor, recebida ou cedida por um objeto?

Geralmente, quando um corpo absorve ou cede certa quantidade de energia, ele apresenta variação na sua temperatura. É notável saber que a variação da temperatura de um corpo está condicionada à sua massa e também ao calor específico da substância que o constitui, ou seja, depende de sua capacidade térmica. Dessa forma, podemos dizer que, para determinada quantidade de energia recebida, quanto maior for a capacidade térmica, menor será a variação de temperatura do objeto.

A quantidade de energia recebida na forma de calor (ΔQ) está associada a uma variação na temperatura (ΔT), condicionada pela capacidade térmica (C),

que pode ser expressa pelo calor específico, ou seja,

Chegamos, assim, a uma nova expressão para o calor específico:

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Obtendo o valor da energia transferida

Uma maneira de determinar a quantidade de energia transferida, na forma de calor, é medir a temperatura do sistema antes (T1) e depois (T2) de ele receber energia e calcular sua variação (ΔT):

Em seguida, multiplicamos pela massa (m) do sistema e pelo calor específico (c) da substância que o constitui, chegando ao valor da quantidade de calor:

Vamos utilizar essa expressão no seguinte exemplo: determine a quantidade de energia recebida por um coletor solar, contendo 1500 g de água em sua tubulação, quando sua temperatura passa de 21°C para 63°C. O calor específico da água é definido por 1cal/g.°C.

Utilizando a expressão que permite o cálculo da quantidade de calor, temos:

Portanto, chegamos à conclusão de que o sistema recebeu 63 kcal de energia na forma de calor. Quando o sistema recebe energia, o ΔQ é positivo.

Energia sendo transferida do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura
Energia sendo transferida do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura
Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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Lista de Exercícios

Questão 1

Um corpo de capacidade térmica igual a 200 cal/°C que se encontra em temperatura ambiente (25º C) é aquecido até que sua temperatura atinja 50º C. Determine a quantidade de calorias necessárias para aquecer esse corpo nesse intervalo de temperaturas:

a) 500 cal

b) 5000 cal

c) 200 cal

d) 1500 cal

Questão 2

Certo corpo tem uma capacidade térmica de 150 cal/ºC e massa de 10 g. O calor específico desse corpo nas unidades de cal/gºC e em J/kg.K é igual a:

a) 15 cal/gºC e 0,063 J/kg.K

b) 150 cal/gºC e 0,63 J/kg.K

c) 10 cal/gºC e 0,015 J/kg.K

d) 250 cal/gºC e 0,15 J/kg.K

e) 12,5 cal/gºC e 0,45 J/kg.K

 

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