Na linguagem cotidiana, as pessoas usam os termos calor e temperatura de forma intercambiável. No campo da termodinâmica e da física, de maneira mais ampla, os dois termos têm significados muito diferentes. Se você está tentando calcular quanto calor é absorvido por algo quando aumenta a temperatura, é necessário entender a diferença entre os dois e como calcular um do outro. Você pode fazer isso facilmente: basta multiplicar a capacidade de calor da substância que você está aquecendo pela massa da substância e a mudança de temperatura para encontrar o calor absorvido.

TL; DR (Muito Longo; Não t Ler)

Calcule a absorção de calor usando a fórmula:

Q

\u003d mc
∆ T

Q

significa o calor absorvido, m
é a massa da substância que absorve o calor, c
é a capacidade específica de calor e ∆ T

é a mudança de temperatura.
A Primeira Lei da Termodinâmica e do Calor

A primeira lei de a termodinâmica declara que a mudança na energia interna de uma substância é a soma do calor transferido para ela e do trabalho realizado (ou do calor transferido para ela menos o trabalho realizado por
isto). "Trabalho" é apenas uma palavra que os físicos usam para transferência física de energia. Por exemplo, mexer uma xícara de café funciona no líquido dentro dela e você trabalha em um objeto quando o pega ou joga.

O calor é outra forma de transferência de energia, mas é aquela que ocorre quando dois objetos estão em temperaturas diferentes entre si. Se você colocar água fria em uma panela e ligar o fogão, as chamas aquecem a panela e a panela quente aquece a água. Isso aumenta a temperatura da água e fornece energia. A segunda lei da termodinâmica determina que o calor flui apenas de objetos mais quentes para objetos mais frios, e não o contrário.
Capacidade específica de calor explicada

A chave para resolver o problema de calcular a absorção de calor é o conceito de capacidade térmica específica. Substâncias diferentes precisam que quantidades diferentes de energia sejam transferidas para elas para aumentar a temperatura, e a capacidade específica de calor da substância indica quanto é isso. Esta é uma quantidade dada o símbolo c
e medida em joules /kg grau Celsius. Em resumo, a capacidade de calor indica a quantidade de energia térmica (em joules) necessária para elevar a temperatura de 1 kg de um material em 1 grau C. A capacidade de calor específica da água é de 4.181 J /kg de grau C, e as a capacidade de calor do chumbo é de 128 J /kg grau C. Isso indica que é preciso menos energia para aumentar a temperatura do chumbo do que a água.
Calculando a absorção de calor

Você pode usar o informações nas duas últimas seções, juntamente com uma fórmula simples para calcular a absorção de calor em uma situação específica. Tudo o que você precisa saber é a substância que está sendo aquecida, a mudança de temperatura e a massa da substância. A equação é:

Q

\u003d mc
∆ T

Aqui, Q
significa calor (o que você quer saber), m
significa massa, c
significa a capacidade específica de calor e T

é a mudança de temperatura. Você pode encontrar a mudança de temperatura subtraindo a temperatura inicial da temperatura final.

Como exemplo, imagine aumentar a temperatura de 2 kg de água de 10 graus C para 50 graus C. A mudança de temperatura é Em T

\u003d (50 - 10) graus C \u003d 40 graus C. Na última seção, a capacidade térmica específica da água é de 4.181 J /kg grau C, de modo que a equação fornece :

Q

\u003d 2 kg × 4181 J /kg grau C × 40 graus C

\u003d 334.480 J \u003d 334,5 kJ

Portanto, são necessários cerca de 334,5 mil joules (kJ) de calor para elevar a temperatura de 2 kg de água em 40 graus C.
Dicas sobre unidades alternativas

Às vezes, capacidades de calor específicas são dadas em unidades diferentes . Por exemplo, pode ser citado em joules /grama graus C, calorias /grama graus C ou joules /mol graus C. Uma caloria é uma unidade alternativa de energia (1 caloria \u003d 4,184 joules), as gramas são 1/1000 de um quilograma , e uma toupeira (reduzida para mol) é uma unidade usada na química. Desde que você use unidades consistentes, a fórmula acima será mantida.

Por exemplo, se o calor específico for dado em joules /grama grau C, cite também a massa da substância em gramas ou, alternativamente, converta a capacidade específica de calor em quilogramas, multiplicando-a por 1.000. Se a capacidade de calor for dada em joules /mol grau C, é mais fácil citar a massa da substância também em moles. Se a capacidade de aquecimento for dada em calorias /kg grau C, seu resultado será em calorias em vez de joules, que você poderá converter depois se precisar da resposta em joules.

Se você encontrar Kelvin como unidade de temperatura (símbolo K); para mudanças de temperatura, é exatamente o mesmo que Celsius; portanto, você realmente não precisa fazer nada.