Calorimetria

A calorimetria envolve os estudos físicos básicos sobre calor e temperatura de determinados corpos.

A calorimetria é a vertente de estudos da física que pesquisa e decifra os fenômenos relacionados a calor e temperatura. Nesta ciência, o calor corresponderá às trocas de energia entre corpos específicos. Já a temperatura abrangerá uma grandeza que está diretamente associada ao frenesi das moléculas existente nos corpos.

Num determinado sistema isolado, o calor será transferido constantemente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. O objetivo desta troca constante de temperaturas é a busca pelo equilíbrio a ser atingido. Antes, porém, de determinar e delimitar de forma mais aprofundada as sentenças que englobam a calorimetria, é necessário definir conceitos.

Para entender melhor os conceitos de calorimentra é primordial entender a sua base: o calor. Ele será o condutor do resumo em questão. Assim, ao longo do texto, entendermos os conceitos propostos por esta vertente da física.

A troca de temperatura entre o Sol e a Terra é um claro exemplo de Calorimetria. (Imagem: Reprodução)

Calor

O conceito de calor vigora a troca de energia entre específicos corpos. A energia proveniente das moléculas (temperatura) sempre irá transferir-se do corpo mais quente para o mais frio. O objetivo, como já fora ressaltado anteriormente, é que ambos os corpos atinjam o denominado equilíbrio térmico (temperaturas iguais).

É importante observar que essa troca de calor ocorre pelo chamado contato térmico. Na diferença de temperaturas existentes, o que apresenta maior temperatura, apresentará maior energia cinética. Da mesma forma, o corpo com menor temperatura possuirá menor energia cinética. Desta maneira, resumidamente, é importante compreender que a energia calorífica consiste numa variável transitória entre corpos.

As formas de propagação de calor dentro da calorimetria

Uma transferência de calor pode ocorrer de três formas diferentes: por condução, por convecção ou ainda por irradiação.

Por condução

Durante a condução térmica, esse tipo de propagação aumentará significativamente a temperatura de um corpo. A energia cinética, consequentemente, irá aumentar por intermédio do agito de moléculas.

Por convecção

Esse tipo de propagação ocorrerá a partir da transferência de calor ocorrido através de convecção entre líquidos e gases. Assim, a temperatura será gradativa, sobretudo em ambientes fechados de interação entre dois dos três estados da matéria.

Por irradiação

Ocorrendo por meio da transferência de ondas eletromagnéticas, há uma transferência de calor sem necessidade de contato entre corpos. Um exemplo prático é a irradiação do Sol sobre a Terra.

Temperatura

A temperatura, dentro da calorimetria, é uma grandeza que está diretamente relacionada à agitação das moléculas. Dessa forma, quanto mais quente for um corpo, maior será a agitação destas moléculas. Em contrapartida, um corpo com menor temperatura apresentará pouca agitação, consequentemente, menor energia cinética.

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a temperatura pode ser medida em Kelvin (K), Fahrenheit (ºF) e Celsius (ºC). Por meio disso, para o cálculo da temperatura corporal nas seguintes escalas, teremos:

Tc/5 = Tf – 32/9

Tk = Tc + 273

Onde:

  • Tc: temperatura Celsius
  • Tf: temperatura Fahrenheit
  • Tk: temperatura Kelvin

Cálculos de calorimetria

Calor Latente

O calor latente é designado para definir a quantidade de calor recebido ou cedido por um corpo. Assim, enquanto a temperatura se mantém estável, seu estado físico acaba se modificando. No SI, o L é especificado em J/Kg (Joule/Quilo). É definido na fórmula:

Q = m.L

Onde:

  • Q: quantidade de calor
  • m: massa
  • L: calor latente

Calor Específico

O calor específico está intimamente relacionado com a variação de substância corporal. Dessa forma, o material que forma o corpo ditará sua temperatura em questão. No SI, o C é medido em J/Kg,K (Joule/Quilograma.Kelvin). De modo a se definir na fórmula:

C = Q/m. Δθ

Onde:

  • Q: quantidade de calor
  • m: massa
  • Δθ: variação de temperatura

Calor Sensível

O calor sensível corresponderá a variável de temperatura de um específico corpo. No SI, é medido em J/K (Joule/Kelvin). A fórmula a definir:

Q = m.c.Δθ

Onde:

  • Q: quantidade de calor
  • m: massa
  • c: calor específico
  • Δθ: variação de temperatura

Capacidade Térmica

A capacidade térmica é a quantidade de calor que um corpo comparada à variação de temperatura a qual sofre. Diferentemente do calor específico, a capacidade térmica não só dependerá da substância, mas também da massa do corpo. No SI, a C é medida em J/K (Joule/Kelvin). Sua fórmula será expressa da seguinte forma:

C = Q/Δθ ou C = m.c

Onde:

  • C: capacidade térmica
  • Q: quantidade de calor
  • Δθ: variação de temperatura
  • m: massa
  • c: calor específico

Referências

Física Básica – Volume Único, por Nicolau Gilberto Ferraro, Paulo de Toledo Soares e Ronaldo Fogo

Mateus Bunde
Por Mateus Bunde

Graduado em Jornalismo pela Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Especialista em Linguagens pelo Instituto Federal Sul-Rio-Grandense (IFSul) e Mestrando em Comunicação pela Universidade do Porto, de Portugal (UP/PT).

Como referenciar este conteúdo

Bunde, Mateus. Calorimetria. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/calorimetria. Acesso em: 22 de September de 2021.

Teste seu conhecimento

01. [FMU] A temperatura durante a mudança de estado, para uma dada substância,

a) é sempre maior que zero

b) é sempre menor que zero

c) varia conforme o estado de agregação da substância

d) é sempre constante à mesma pressão

e) varia independentemente do estado de agregação da substância

 

02. [UFRN] Um copo de água está à temperatura ambiente de 30°C. Joana coloca cubos de gelo dentro da água.

A análise dessa situação permite afirmar que a temperatura da água irá diminuir por que

a) o gelo irá transferir frio para a água.

b) a água irá transferir calor para o gelo.

c) o gelo irá transferir frio para o meio ambiente.

d) a água irá transferir calor para o meio ambiente.

01. [D]

02. [B]

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