Por Lee Johnson
Atualizado em 30 de agosto de 2022

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TL;DR

Use a fórmula Q =mcΔT para calcular o calor absorvido.

• P =calor absorvido (J)
• m =massa da substância (kg)
• c =capacidade de calor específico (Jkg⁻¹°C⁻¹)
• ΔT =mudança de temperatura (°C)

Fundações Termodinâmicas

A primeira lei da termodinâmica afirma que a variação da energia interna de um sistema é igual ao calor adicionado a ele mais o trabalho realizado sobre ele. O calor é uma forma de transferência de energia que ocorre apenas entre corpos em temperaturas diferentes; flui espontaneamente do quente para o frio. Compreender esses princípios é essencial para cálculos precisos de calor.

Capacidade térmica específica

Capacidade de calor específico, denotada por c , quantifica quanta energia é necessária para aumentar a temperatura de 1kg de um material em 1°C. Os valores típicos incluem:

• Água:4181Jkg⁻¹°C⁻¹
• Chumbo:128Jkg⁻¹°C⁻¹

Um c mais alto significa que o material requer mais energia para mudar a temperatura.

Cálculo da absorção de calor

Aplique a relação simples Q =mcΔT . Primeiro determine a mudança de temperatura:ΔT =T_final – T_initial.

Exemplo:Elevar 2kg de água de 10°C para 50°C.

• ΔT =50°C – 10°C =40°C
• Q =2kg × 4181Jkg⁻¹°C⁻¹ × 40°C =334480J (≈334,5kJ)

Assim, são necessários aproximadamente 334,5kJ de calor.

Consistência e conversão de unidades

As capacidades térmicas específicas podem aparecer em unidades alternativas:joules por grama por °C, calorias por grama por °C ou joules por mol por °C. Mantenha as unidades consistentes durante todo o cálculo. Por exemplo, se c é dado em Jg⁻¹°C⁻¹, use a massa em gramas; se estiver em Jmol⁻¹°C⁻¹, expresse a massa em moles. As diferenças de temperatura medidas em Kelvin são numericamente idênticas às diferenças em Celsius, portanto ΔT pode ser usado diretamente.

Ao converter entre unidades de energia, lembre-se:1caloria =4,184J.