Calor Específico De Líquidos-Sumário Teórico

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LABORATÓRIO DE FÍSICA 
CALOR ESPECÍFICO DE LÍQUIDOS 
 
CALOR ESPECÍFICO DE LÍQUIDOS 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Karl Benz, engenheiro alemão, deu início ao transporte automotivo na década de 
1880. Porém, um grande problema que ele enfrentou foi com o arrefecimento do motor. 
A água utilizada, no seu antigo sistema colmeia, era fervida muito rápido, limitando o 
uso do veículo. Assim, surgiu o primeiro sistema de arrefecimento, uma vez que agora a 
água passaria a percorrer uma tubulação para dispersar calor para o meio externo 
depois de captá-lo de dentro do motor. 
 Em continuidade ao trabalho de Benz, Wilhelm Maybach, também engenheiro 
alemão, fez grandes avanços no projeto do sistema de arrefecimento, modificando seu 
design e estrutura. Isso permitiu mais eficiência no arrefecimento. Em seguida, a partir 
da década de 1920, as grandes montadoras General Motors e Ford deram continuidade 
ao aperfeiçoamento, alterando o projeto da tubulação e material, além de dar início ao 
uso de aditivos para a água, como o etilenoglicol e anticongelantes. Esses aditivos 
diminuem o ponto de congelamento da água, aumentam a capacidade de armazenar 
mais calor sensível e, assim, evitam a mudança de fase. Além disso, as montadoras 
acrescentaram também ventiladores para aumentar a troca térmica e incluíram 
bombas, que forçam a circulação do líquido. 
 Ainda hoje os radiadores são aperfeiçoados. Os engenheiros procuram a melhor 
forma de dispersar o calor do líquido que passa pelo motor. Mudanças no projeto da 
estrutura, material, aditivos, ou até mesmo na entrada de ar do carro fazem parte dessa 
evolução. 
 
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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. 
 
 Há três formas de transferência de calor: 
i) Condução: característica de materiais sólidos, onde as moléculas não 
possuem liberdade de movimento, assim, 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 de cada material ou substância que 
retrata o comportamento deste 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. 
 
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A tabela 1 a seguir apresenta valores de calor específico de alguns líquidos: 
 
Substância Calor específico (cal/g.°C) 
Óleo de oliva 0,40 
Óleo lubrificante 0,40 
Óleo combustível 0,45 
Álcool 0,58 
Água 1,00 
Tabela 1 – Calor específico 
 
4. O CALOR ESPECÍFICO DA ÁGUA 
 
Observamos que dos líquidos da tabela acima, a água possui o maior valor de 
calor específico. Isso se dá devido às ligações intermoleculares dessa substância, as 
ligações de hidrogênio. Assim, parte do calor cedido para a água é usado para quebrar 
essas ligações e parte para agitar as moléculas. 
Graças a essa peculiaridade do calor específico da água, a sensação térmica em 
ambientes com água é mais agradável, como é fácil sentir em proximidades de rios. 
As brisas terrestres e marítimas derivam do maior calor específico da água em 
comparação ao da areia. Durante o dia, com o calor cedido pelo Sol, a areia esquenta 
mais rápido, assim a massa de ar sobre a terra aquece, diminuindo sua densidade e 
subindo na atmosfera. Com isso, a massa de ar sobre o mar, que está fria, ocupa o 
espaço que estava ocupado pelo ar que subiu, dando origem à brisa marítima. Durante 
a noite, a água estará quente porque demora mais a diminuir de temperatura. Logo a 
massa sobre o mar estará mais quente em comparação à da terra e, assim, terá a brisa 
terrestre. 
Outra situação com aplicação dessa propriedade é que, como a água compõe 
maior parte do sangue, em animais de sangue quente, ela distribui calor pelo corpo, 
semelhantemente ao sistema de arrefecimento do carro. 
 
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5. EQUIVALENTE EM ÁGUA 
 
O equivalente de água representa que para todo corpo que submetido a uma 
troca térmica varia sua temperatura, existe uma massa de água que com a mesma troca 
térmica terá a mesma variação de temperatura. Assim, cedendo um mesmo valor de 
calor para o corpo e para a respectiva massa de água, a variação de temperatura será a 
mesma. Por exemplo, se um calorímetro possuir capacidade calorífica de 20 cal/°C, 
significa que a massa equivalente é 20 g. 
 
6. 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 
liberada ou absorvida 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); 
m = massa do corpo; 
c = calor específico da substância; 
∆T = variação de temperatura. 
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7. 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 
 
 
CALOR ESPECÍFICO. KHAN_ACADEMY. Disponível em: 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/water-acids-and-bases/water-as-a-solid-
liquid-and-gas/a/specific-heat-heat-of-vaporization-and-freezing-of-water. Acessado 
em 01/07/2020. 
 
ERINNERUGEN. Meine. Carl Benz. Lebensfahrt eines detschen Erfinders [Viagem de vida 
de um inventor alemão.] 
 
MERCEDES-BENZ. HISTÓRIA. NASCIMENTO DA MARCA. Disponível em: 
https://www2.mercedes-benz.com.br/passengercars/the-
brand/history/about.module.html. Acessado em 03/07/2020. 
 
RESNICK, R., HALLIDAY, D., Fundamentos da Física, Volumes I e II, 6ª Edição, Livros 
Técnicos Científicos, 1996. 
 
 
 
 
 
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https://pt.khanacademy.org/science/biology/water-acids-and-bases/water-as-a-solid-liquid-and-gas/a/specific-heat-heat-of-vaporization-and-freezing-of-water
https://pt.khanacademy.org/science/biology/water-acids-and-bases/water-as-a-solid-liquid-and-gas/a/specific-heat-heat-of-vaporization-and-freezing-of-water
https://www2.mercedes-benz.com.br/passengercars/the-brand/history/about.module.html
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