Calor latente

O calor é um tipo de energia em trânsito entre dois corpos que possuem temperaturas diferentes. Essa energia sempre fluirá do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.

A imagem acima mostra dois corpos com diferentes temperaturas, de modo que T₁ é maior que T₂. O calor fluirá do corpo 1 para o corpo 2 até que as temperaturas de ambos se tornem as mesmas, assim, dizemos que os corpos atingiram o equilíbrio térmico.

Quando um corpo recebe calor de uma fonte térmica, podem acontecer variações de temperatura e mudança no estado de agregação de suas moléculas.

Assim, quando o calor fornecido ou retirado de um corpo é capaz de gerar apenas variações de temperatura, sem mudar o estado físico da matéria, a quantidade de calor é chamada de sensível. Quando o calor fornecido ou retirado de um corpo pode mudar o estado de agregação molecular, ele é classificado como calor latente.

Calor latente

Ao receber uma quantidade de calor latente, um corpo qualquer sofrerá mudança de estado físico. Para que isso seja possível, sua temperatura inicial deve ser a temperatura correspondente ao seu ponto de fusão ou ponto de ebulição. Imagine que um bloco de gelo, a – 10 °C, vai ser completamente derretido. Para executar tal processo, devemos utilizar quantidades de calor sensível e latente, pois o gelo deverá ser aquecido até a temperatura do ponto de fusão da água, para, então, receber calor e sofrer a mudança de estado.

Calculando o calor latente

A determinação do calor latente é feita a partir do produto da massa (m) de substância que sofre a mudança de estado pelo calor latente de fusão ou vaporização que caracteriza a substância (L_F ou L_V).

Q = m.L

O calor latente (L) refere-se à quantidade de calor que cada grama de substância precisa receber ou perder para que a mudança de estado seja possível. No caso da água, seu calor latente de fusão corresponde a 80 cal/g, ou seja, cada grama de água, a 0 °C, deve receber 80 cal de calor para sofrer a fusão. O calor latente de vaporização da água é de 540 cal/g.

Exemplo:

(Uerj) O gráfico abaixo indica o comportamento térmico de 10 g de uma substância que, ao receber calor de uma fonte, passa integralmente da fase sólida para a fase líquida.

O calor latente de fusão dessa substância, em cal/g, é igual a:

a) 70

b) 80

c) 90

d) 100

Resposta:

Observe que entre os valores 300 cal e 1000 cal, indicados no gráfico, a temperatura da substância não sofreu variação. Podemos concluir que, ao receber 700 cal (100 – 300 = 700) a partir de 50 °C, a substância deixa de variar a temperatura e passa a sofrer mudança de estado. Portanto, 700 cal corresponde a uma quantidade de calor latente.

Q = m . L

700 = 10 . L

L = 70 cal/g

O calor latente de fusão para a substância é de 70 cal/g, o que quer dizer que cada grama do elemento precisa de 70 calorias de calor para sofrer mudança de estado, quando a temperatura for de 50 °C.