estudo do calor e suas formas de transferencia

1. Calorimetria

2. Introdução
Calorimetria é a parte da termologia que estuda as trocas de
energia térmica entre os corpos. Conhecida como calor, essa troca ocorre
devido a diferença de temperatura entre os corpos.
A calorimetria define a temperatura de equilíbrio dos corpos e a
quantidade de energia térmica adequada para que eles sofram mudanças
na temperatura e no estado físico.
Em calorimetria, a temperatura corresponde a uma grandeza que
está associada à agitação das moléculas dos corpos, já o calor é a troca
de energia entre os corpos. Para entender a calorimetria se faz necessário
entender esses dois conceitos, pois eles são a base para esse campo de
estudo.

3. Calor
Trata-se da troca de energia térmica entre corpos de diferentes
temperaturas. A transferência de energia ocorre através do contato térmico
em que um corpo mais quente transfere energia para o corpo mais frio.
Essa troca térmica permanece até os corpos estejam com temperaturas
equivalentes, atingindo assim o equilíbrio térmico.
A grandeza que define essa energia térmica em trânsito é chamada
de quantidade de calor (Q). No SI, o calor é medido em joule (J), no
entanto, a unidade mais utilizada no dia a dia é a caloria (cal). A relação
entre a caloria e o joule é dada por:
1 cal = 4,186J

4. Formas de Propagação
de Calor

6. Condução
Na condução térmica, a
propagação do calor ocorre através
da agitação térmica das moléculas,
ou seja, à medida que a
temperatura do corpo aumenta,
consequentemente, a energia
cinética também aumenta. Para
haver a condução de calor, é
necessário que haja um meio
material, portanto, a condução
térmica é mais efetiva com os
corpos sólidos do que com os
fluidos.

7. Exemplos de Condução Térmica
 Aquecimento de uma barra de metal
 Aquecimento de uma colher de metal pousada numa panela
 Aquecimento do cabo de metal de uma panela
 Aquecimento de uma xícara de chá ou café
 Aquecimento da roupa pelo ferro elétrico

8. Convecção
Essa propagação de calor
acontece, principalmente, com os
fluidos líquidos e gasosos. A
convecção ocorre através da
transferência de calor da
substância aquecida, em função da
diferença da densidade. À media
em que a densidade da substância
é diminuída pelo aquecimento, é
criada uma corrente de convecção.

9. Exemplos de Convecção Térmica
 Aquecimento de líquidos numa panela
 Geladeira e congelador
 Ar-condicionado
 Aquecedores
 Correntes de ar atmosférico

10. Irradiação
A irradiação por meio de
transferência de ondas
eletromagnéticas. Não é
necessário um meio material para
que haja a troca de ondas
eletromagnéticas. Ou seja, a
propagação de calor por meio da
irradiação, não depende do contato
entre os corpos.

11. Exemplos de Irradiação Térmica
 Energia solar
 Placas solares
 Assar alimentos no formo
 Fogo das lareiras
 Estufas das plantas

12. Calor sensível

13. Calor sensível – esse tipo de calor causa apenas a mudança da temperatura do
corpo. Desse modo, o aumento da temperatura do corpo é diretamente
proporcional à quantidade de calor sensível que um corpo recebe é expresso pela
seguinte fórmula:
Q - quantidade de calor sensível (J ou cal)
m - massa do corpo (kg ou g)
c - calor específico (J/kg.ºC ou cal/g.ºC)
ΔT - variação de temperatura (ºC)

14. Calor latente

15. Calor latente – esse é o tipo de calor que um corpo deve ceder ou receber para
mudar seu estado físico. Quando uma substância perde calor, o calor latente
assume valores negativos, quando a substância está recebendo calor, assume
valores positivos. Em uma mudança de fase, a temperatura do corpo não sofre
variação, apenas há mudanças em relação ao estado de agregação da substância
usando-se a seguinte fórmula:
Q - quantidade de calor (J ou cal)
m - massa (kg ou g)
L - calor latente (J/kg ou cal/g)

16. Calor específico

17. Calor específico – esse tipo de calor define a variação térmica da substância a
partir do momento em que ela recebe determinada quantidade de calor. Ou seja, o
calor específico é a quantidade de calor existente em um corpo em relação a
variação de sua temperatura. O calor específico é constante para cada material em
cada estado físico através da seguinte fórmula:
c - calor específico (J/kg.ºC ou cal/g.ºC)
Q - quantidade de calor sensível (J ou cal)
m - massa do corpo (kg ou g)
ΔT - variação de temperatura (ºC)

18. Capacidade Térmica

19. Capacidade Térmica – trata-se da quantidade de calor existente em um corpo em
relação à variação de temperatura sofrida por ele. Diferente do calor específico,
que depende apenas da substância, a capacidade térmica depende também da
massa do corpo através da seguinte fórmula:
C - capacidade térmica (J/ºC ou cal/ºC)
Q - quantidade de calor sensível (J ou cal)
m - massa do corpo (kg ou g)
c - calor específico (J/kg.ºC ou cal/g.ºC)
ΔT - variação de temperatura (ºC)

20. Trocas de Calor

21. Troca de Calor – quando dois ou mais corpos trocam calor entre si, essa
transferência de calor acontecerá de forma que o corpo com maior temperatura
cederá calor para o de menor temperatura.
Em sistemas isolados termicamente, essas trocas de calor irão ocorrer até
que seja estabelecido o equilíbrio térmico do sistema. Nesta situação, a
temperatura final será a mesma para todos os corpos envolvidos.

22. Trocas de Calor
𝑄𝑐𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 + 𝑄𝑟𝑒𝑐𝑒𝑏𝑖𝑑𝑜 = 0
𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 + 𝑄4 + 𝑄5 = 0