arquivo calor especifico dos corpos solidos

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LABORATÓRIO DE FÍSICA 
CALOR ESPECÍFICO DE CORPOS SÓLIDOS 
 
CALOR ESPECÍFICO DE CORPOS 
SÓLIDOS 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
No início do século XIX, John Dalton, cientista inglês, introduziu o conceito de 
peso atômico, hoje também chamado de massa molar. Em extensão a esse estudo, dois 
cientistas franceses, Alexis-Thérèse Petit e Pierre-Louis Dulong, postularam uma regra 
que relaciona o calor específico dos elementos e a massa molar. Este estudo foi 
publicado no artigo “Investigação sobre alguns aspectos importantes da teoria do calor”. 
Posteriormente, essa relação passou a ser chamada de Lei de Dulong-Petit. A lei é 
representada pela equação: 
𝑐.𝑀 = 3𝑅 
Onde: 
c = calor específico; 
R = constante dos gases reais; 
M = massa molar do átomo. 
 
 Esta fórmula foi utilizada para calcular o calor específico de muitos sólidos, em 
especial de metais. Apesar de não ser um método exato, foi uma lei que contribuiu para 
a época. 
 
2. CALOR 
 
 O calor representa a energia que é transferida de um corpo a outro, unicamente 
pelo fato desses corpos estarem em temperaturas diferentes. O corpo com temperatura 
maior transfere, voluntariamente, calor para o corpo com temperatura menor, até que 
seja atingido o equilíbrio térmico, estado em que os corpos estão na mesma 
temperatura. Devido ao fenômeno de transferência, podemos dizer que o calor é a 
energia térmica em movimento. 
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Há três formas de transferência de calor: 
 
i) Condução: característica de materiais sólidos, onde as moléculas não 
possuem liberdade de movimento. A energia térmica é transmitida de uma 
molécula para a sua vizinha, seguindo um sentido de propagação. 
ii) Convecção: característica de fluidos, onde as moléculas possuem liberdade 
de movimento dentro do volume. Assim, a transmissão de calor se dá por 
moléculas se movimentando e se chocando com outras. 
iii) Radiação: todo corpo com temperatura acima do zero absoluto emite 
radiação. Graças a essa transmissão, a Terra é aquecida pelo Sol, uma vez 
que as ondas eletromagnéticas não precisam de meio material para se 
propagarem. 
 
3. CALOR ESPECÍFICO 
 
O calor específico (c) é uma característica que retrata o comportamento de cada 
material ou substância quando exposto a uma fonte de calor. Ele representa a 
quantidade de calor que deve ser fornecida para elevar, em uma unidade de 
temperatura, cada unidade de massa de uma substância. Ou seja, o calor específico está 
relacionado com a capacidade do corpo ou substância de armazenar energia interna. A 
unidade de medida do calor específico no Sistema Internacional (SI) é J/kg.K, porém, é 
muito usual a unidade em cal/g.°C. A Tabela 1 a seguir apresenta valores de calor 
específico de alguns sólidos e da água: 
 
Substância Calor específico (cal/g.°C) 
Cobre 0,09 
Ferro 0,11 
Areia 0,20 
Alumínio 0,22 
Madeira (Pinho) 0,65 
Água 1,00 
Tabela 1 – Calor específico 
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4. COMPARANDO O CALOR ESPECÍFICO ENTRE METAIS 
 
 Em metais, há uma relação entre o valor do calor específico e a massa de seus 
átomos. É observado que, quanto maior o valor da massa atômica do metal, menor o 
valor do calor específico. Da Tabela 1, temos em ordem decrescente de massa atômica 
o cobre, o ferro e o alumínio, assim sendo a ordem crescente em calor específico. A 
explicação é que para elevar 1 grau Celsius em 1 g de cada substância, teremos mais 
átomos na amostra de alumínio e menos átomos na de cobre. Assim, com menos 
átomos para fornecer energia, será necessário menos energia para elevar a 
temperatura. 
 
5. EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA 
 
 O calor sensível (Q) é definido como a quantidade de energia na forma de calor 
que um corpo recebe para variar a sua temperatura, mas sem acarretar mudança de 
estado físico. Esse calor é transferido, de um corpo para o outro, até que os corpos 
atinjam o equilíbrio térmico. No SI, a unidade de quantidade de calor é o joule (J). 
Entretanto, no dia a dia, é empregada comumente a unidade chamada de caloria (cal). 
Essas unidades estão relacionadas pela seguinte fórmula: 
 
1 cal = 4,1868 J 
 
 A equação fundamental da calorimetria apresenta a quantidade de calor liberado 
ou absorvido por um corpo de certa massa, quando sujeito a uma variação de 
temperatura, ou seja, o calor sensível. Essa equação matemática é: 
𝑄 = 𝑚. 𝑐. ∆𝑇 
Onde: 
Q = calor trocado (recebido ou cedido); 
 = massa do corpo; 
c = calor específico da substância; 
∆T = variação de temperatura. 
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6. TROCA DE CALOR EM UM MEIO ADIABÁTICO 
 
 Um meio adiabático é um meio isolado. Assim, o que ocorrer dentro deste 
ambiente não sofrerá troca de energia ou matéria com o meio externo. Portanto, será 
válida a equação: 
𝑄𝐶 + 𝑄𝑅 = 0 
Onde: 
𝑄𝐶 = calor sensível cedido; 
𝑄𝑅 = calor sensível recebido. 
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
ALEXIS-THÉRÈSE, P.; PIERRE-LOUIS, D. Research on some important aspects of the 
theory of heat. Annales de Chimie et de Physique 10. p. 395-413, 1819. 
 
BALL, D. W. Físico Química. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2005. 
 
PILLA, L. Físico-Química I. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos. Editora 1979. 
 
 
 
 
 
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