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Calor sensível

Calor sensível diz respeito à forma de calor que produz uma mudança na temperatura de um corpo.
Absorvemos calor sensível quando estamos próximos de uma fogueira com carvão em brasa.
Absorvemos calor sensível quando estamos próximos de uma fogueira com carvão em brasa.

Calor sensível é a quantidade de calor que é transferida entre os corpos, produzindo, assim, uma variação em sua temperatura. O calor sensível é transferido até que os corpos atinjam o equilíbrio térmico. Diferentemente do calor latente, o calor sensível não muda a estrutura física dos corpos, apenas causa uma mudança em sua temperatura.

 

Fórmula de calor sensível

A fórmula utilizada para calcular a quantidade de calor sensível que é transferida de, ou para um corpo é dada pela equação fundamental da calorimetria:

Q – calor (J ou cal)

m – massa (kg ou g)

c – calor específico (cal/gºC ou J/kg.K)

ΔT – variação de temperatura (ºC ou K)

A fórmula acima mostra que a variação de temperatura sofrida por um corpo é diretamente proporcional à quantidade de calor que lhe é fornecida e inversamente proporcional à sua massa e ao seu calor específico. Essa última grandeza, o calor específico, mede a quantidade de calor necessária para variar a temperatura para cada unidade de massa de uma determinada substância, sem que lhe ocorram quaisquer mudanças de estado físico.

Veja mais: Calor específico

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Calor sensível e capacidade térmica

O calor sensível também pode ser definido e calculado a partir da capacidade térmica. A capacidade térmica é uma propriedade do corpo diferente do calor específico, que é uma propriedade inerente à substância da qual o corpo é feita. A capacidade térmica de um corpo depende tanto do calor específico quanto de sua massa, no entanto, ela também pode ser calculada como a razão da quantidade de calor pela variação de temperatura:

C – capacidade térmica (cal/ºC ou J/K)

Uma piscina cheia d'água, por exemplo, apresenta uma capacidade térmica consideravelmente maior que a de um cubo de gelo e é por essa razão que, ao jogar um gelo na piscina, o cubo de gelo sofre uma variação de temperatura muito maior que a variação sofrida pela água da piscina. Já a variação da piscina seria praticamente nula, uma vez que sua massa é muito grande em comparação à massa do cubo de gelo.

Princípio fundamental da Calorimetria

Dizemos que em um sistema termodinamicamente isolado, isto é, incapaz de realizar trocas de calor ou trabalho com suas vizinhanças, a soma do calor trocado pelos corpos do sistema é sempre igual a zero.

Se considerarmos uma garrafa térmica cheia de água quente como um sistema termicamente isolado e colocarmos em seu interior um pouco de água gelada, toda a quantidade de calor que é transferida pela água quente é absorvida pela porção de água gelada, portanto, a soma das quantidades de calor deve ser igual a zero.

Calor latente

O calor latente é uma forma de calor, no entanto, essa forma de calor é transferida entre os corpos sem que ocorram variações de temperatura, apenas mudanças de estado físico. O calor latente está presente nos processos de fusão, evaporação, condensação, sublimação etc. Todos esses processos têm algo em comum: ocorrem sob temperatura constante (quando não há uma mistura de substâncias).

Acesse também: Saiba mais sobre o calor latente

Exercícios resolvidos de calor sensível

1) Determine a quantidade de calor necessária para aquecer o volume de 2 L de água a uma temperatura de 25ºC até a temperatura de 100ºC, em condições normais de pressão.

Dados:

densidade da água: 1kg/L

calor específico da água: 1 cal/g°C ou 4200 J/kg.K

1 cal = 4,2 J

Resolução:

Inicialmente, é necessário determinarmos a massa de água contida no volume de 1 L. Para tanto, devemos observar que a densidade da água, informada pelo exercício, é de 1 kg/L, portanto, a massa de água em questão é de 2 kg.

Depois disso, usaremos a equação do calor sensível para calcularmos a quantidade de calor que é necessária para que ocorra o aquecimento da água de 25ºC para 100ºC:

2) Em uma xícara que contém 300 ml de chá em uma temperatura de 75 ºC, adiciona-se 20 ml de água gelada a uma temperatura de 5ºC. Considere que a xícara não absorva nenhuma quantidade de calor durante o resfriamento do chá e determine a temperatura de equilíbrio do sistema.

Dados:

densidade da água: 1kg/L ou 1g/ml

calor específico da água (igual à do chá): 1 cal/g°C ou 4200 J/kg.K

1 cal = 4,2 J

Resolução:

De acordo com a densidade informada, 300 ml de água são equivalente a 300 g de água, enquanto 20 ml equivalem a 20 g. Para resolvermos esse exercício, dizemos que toda a quantidade de calor que é cedida pelo chá quente é absorvida pela porção de água fria, uma vez que a xícara não absorve calor. Dessa forma, a soma das quantidades de calor deverá ser igual a zero. Além disso, a temperatura de equilíbrio (TF) deve ser igual para a água e para o chá. Dessa forma:

Publicado por Rafael Helerbrock
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