Aula 1

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Aula 1 – Calor sensível, calor latente e trocas de 
calor
Curso: Técnico Integrado em Agroecologia
Disciplina: Física 2
Profª Silvia Andrade
Data: 18/12
TEMPERATURA
O que é temperatura? Quando
tocamos um corpo qualquer, podemos
dizer se ele está "frio", "quente" ou
"morno". O tato nos permite ter essa
percepção. Mas em que um corpo "frio"
difere de um corpo "quente" ou "morno"?
As moléculas dos corpos estão em
constante movimento, em constante
vibração. A energia de movimento que
elas possuem é chamada energia térmica.
Se pudéssemos enxergar as moléculas
de um corpo, iríamos verificar que naquele
que está "frio" elas vibram menos do que
naquele que está "quente".
Podemos afirmar que:
• Temperatura: é a grandeza física que
mede o estado de agitação térmica dos
corpos.
•
•
Termômetros
As substâncias em geral dilatam-se
(aumentam de volume) quando sofrem
aumento de temperatura. Assim, uma
barra de ferro, por exemplo, aumenta de
comprimento quando colocada no fogo.
Do mesmo modo, o volume de gás
contido num balão elástico aumenta
quando cresce a temperatura. A coluna de
mercúrio contida num tubo sofre o mesmo
efeito e aumenta de altura.
A propriedade que os corpos
apresentam de mudar de volume,
quando se modifica a temperatura, pode
ser usada para medir temperaturas.
Os termômetros de mercúrio,
muito comuns em laboratórios, clínicas
médicas e mesmo em casa, funcionam
baseados na dilatação do mercúrio.
Digamos, por exemplo, que precisamos
medir a temperatura da água de um
copo.
Colocamos o termômetro dentro dele e 
aguardamos alguns minutos para que a 
água e o termômetro entrem em equilíbrio 
térmico. 
A variação de temperatura, para mais
ou para menos, sofrida pelo mercúrio
vai fazer com que seu volume varie,
para mais ou para menos. Com isso, ele
sobe ou desce na escala de
temperaturas, indicando o valor correto
da temperatura.
Escala celsius
No século XVII, o físico e astrônomo
sueco Anders Celsius sugeriu que a
temperatura de fusão do gelo, ao nível do
mar, recebesse o valor arbitrário de 0 grau
(hoje 0o C), e que a temperatura de
ebulição da água, também ao nível do
mar, fosse fixada em 100 graus (100o C,
valor igualmente arbitrário).
ESCALA CELSIUS
Escolhidos os pontos de fusão e
ebulição da água, pode-se agora construir
um termômetro calibrado na escala
Celsius. Para isso é necessário um tubo
fino (tubo capilar) de vidro, com um
reservatório para o mercúrio.
Coloca-se o conjunto num recipiente
com gelo em fusão (que, portanto, está à
temperatura de 0o C), e, após alguns
minutos, quando o mercúrio parar de
descer, por entrar em equilíbrio térmico
com a mistura água-gelo, faz-se uma
marca para 0 ºC.
Em seguida, coloca-se o tubo em
água fervente (que na escala Celsius está
a 100 graus) e faz-se uma marca para
100o C. A seguir divide-se o espaço entre
as duas marcas em 100 partes e fecha-se
o tubo. O termômetro está pronto para ser
usado.
Escala Fahrenheit
Na escala Fahrenheit, ainda em uso
nos países de língua inglesa, ao 0 e ao
100 da escala Celsius correspondem
respectivamente os números 32 e 212.
Assim, entre a temperatura de fusão do
gelo e da ebulição da água, estão
compreendidos 180º F.
Escala Kelvin
Sabe-se que não há, teoricamente, um
limite superior para a temperatura que um
corpo pode alcançar. Observa-se,
entretanto, que existe um limite inferior.
Os cientistas verificaram que é impossível
reduzir a temperatura de qualquer
substância a um valor inferior a -273º C (o
zero absoluto).
O físico inglês lorde Kelvin propôs uma
escala termométrica, que leva o seu
nome. Tal escala tem origem no zero
absoluto, usando como unidade de
variação o grau Celsius. Na escala Kelvin,
a temperatura de fusão do gelo
corresponde a 273 K e a de ebulição da
água, a 373 K.
Relação entre as 
Escalas Termométricas
Relação entre as escalas Celsius e
Fahrenheit
Dado um valor de temperatura em uma
escala, podemos obter seu valor
correspondente em outra escala. Para
obtermos a relação entre as leituras nas
duas escalas devemos estabelecer a
proporção entre os segmentos
determinados na haste de cada
termômetro
Dado um valor de temperatura em uma
escala, podemos obter seu valor
correspondente em outra escala. Para
obtermos a relação entre as leituras nas
duas escalas devemos estabelecer a
proporção entre os segmentos
determinados na haste de cada termômetro.
tc /5 = tf - 32 /9
tC = temperatura Celcius
tF = temperatura Fahrenheit
Relação entre as escalas Celsius 
e Kelvin
tC = tK – 273
tC = temperatura Celcius
tK = temperatura Kelvin
Algumas Temperaturas
Escala Celsius (°C)
Escala Fahrenheit (°F) Escala Kelvin (K)
Ar liquefeito -39 -38,2 243
Maior Temperatura na
superfície da Terra
58 136 331
Menor Tempertura na
superfície da Terra
-89 -128 184
Ponto de combustão da
madeira
250 482 523
Ponto de combustão do
papel
184 363 257
Ponto de fusão do
chumbo
327 620 600
Ponto de fusão do ferro 1535 2795 1808
Ponto do gelo 0 32 273,15
Ponto de solidificação do
mercúrio
-39 -38,2 234
Ponto do vapor 100 212 373,15
Temperatura na chama
do gás natural
660 1220 933
Temperatura na
superfície do Sol
5530 10000 5800
Zero absoluto -273,15 -459,67 0
Exemplos:
1) Num determinado dia, em São Paulo, a 
temperatura ambiente foi igual à de 
Londres. Sabendo que, nesse dia, a 
temperatura de Londres foi 50ºF, a 
temperatura de São Paulo foi:
a) 10ºC. tc /5 = tf - 32 /9
b) 20ºC. Tc/5 = (50 – 32)/9
c) 25ºC. Tc/5 = 18/9
d) 28ºC. Tc= 2x5
e) 32ºC. Tc = 10ºC
2) À pressão de 1 atm, as temperaturas de 
ebulição da água e fusão do gelo na 
escala Fahrenheit são, respectivamente, 
212ºF e 32ºF. A temperatura de um líquido 
que está a 50ºC à pressão de 1 atm é, em 
ºF:
a) 162. tc/5 = (tf-32) / 9
b) 90. 50/5 = (tf – 32) / 9
c) 106. 10 x 9 = (tf – 32)
d) 82. 90 + 32 = tf
e) 122. tf = 122ºF
3) Para medir a temperatura de um
certo corpo, utilizou-se um termômetro
graduado na escala Fahrenheit e o valor
obtido correspondeu a 4/5 da indicação
de um termômetro graduado na escala
Celsius, para o mesmo estado térmico.
Se a escala adotada tivesse sido a
Kelvin, esta temperatura seria indicada
por:
a) 305 K. b) 273 K. c) 241 K.
d) 32 K. e) 25,6 K.
Solução
Tc/5 = (tf – 32 ) / 9
Tc/5 = (4tc/5 – 32)/9
9tc = 4tc - 160
5tc = 160
Tc = 32ºC
K = 305K
CALORIMETRIA 
Quando colocamos dois corpos com
temperaturas diferentes em contato,
podemos observar que a temperatura do
corpo "mais quente" diminui, e a do corpo
"mais frio" aumenta, até o momento em
que ambos os corpos apresentem
temperatura igual.
Esta reação é causada pela passagem
de energia térmica do corpo "mais quente"
para o corpo "mais frio", a transferência de
energia é o que chamamos calor.
Calor: é a transferência de energia
térmica entre corpos com temperaturas
diferentes.
A unidade mais utilizada para o calor é
caloria (cal), embora sua unidade no SI
seja o joule (J). Uma caloria equivale a
quantidade de calor necessária para
aumentar a temperatura de um grama de
água pura, sob pressão normal, de 14,5°C
para 15,5°C.
A relação entre a caloria e o joule é
dada por:
1 cal = 4,186J
Partindo daí, podem-se fazer
conversões entre as unidades usando
regra de três simples.
Como 1 caloria é uma unidade
pequena, utilizamos muito o seu múltiplo,
a quilocaloria.
1 kcal = 10³cal
Calor sensível
É denominado calor sensível, a
quantidade de calor que tem como efeito
apenas a alteração da temperatura de um
corpo.
Em 1747 o físico russo George Wilhelm Richmann (1711-1753)
Já havia observado que quantidades distintas de uma 
mesma substância, nummesmo estado físico, precisam de 
quantidades de calor diferentes para uma mesma elevação de 
temperatura.
Em 1772, o físico alemão Johann Carl Wilcke (1732-1796) 
observou quequantidades iguais de substâncias 
distintas necessitavam de quantidades de calor diferentes 
para uma mesma elevação de temperatura, levando assim ao 
conceito que o químico sueco Johan Gadolin, em 1784, 
denominou de calor específico.
CALOR
SENSÍVEL
✓ Quantidade de Calor sensível
A quantidade de calor recebida ou cedida por 
um corpo, ao sofrer variação de temperatura 
sem que haja mudança de estado físico, é 
denominada calor sensível.
Q = m.c.
Q = quantidade de calor (cal) m = massa 
(g)
c = calor específico (cal/g°C)
= variação da temperatura (°C ou K)
 = tF – tI
Este fenômeno é regido pela lei física
conhecida como Equação Fundamental
da Calorimetria, que diz que a quantidade
de calor sensível (Q) é igual ao produto de
sua massa, da variação da temperatura e
de uma constante de proporcionalidade
dependente da natureza de cada corpo
denominada calor específico.
Água (liq) 1,000
Alcool Etílico 0,580
Gelo 0,550
Alumínio 0,217
Vidro Comum 0,199
Ferro 0,114
Cobre 0,092
Prata 0,056
Mercúrio 0,033
Chumbo 0,030
➢ Calor específico de algumas substâncias (cal/goC)
Q = m.c.
Q = Qde de calor (cal) m = massa 
(g)
 = variação de temperatura(oC) 
c = calor específico (cal/goC)
Exemplo:
1) Qual a quantidade de calor sensível
necessária para aquecer uma barra de
ferro de 2kg de 20°C para 200°C? Dado:
calor específico do ferro = 0,119cal/g°C.
Solução:
Calor latente
Nem toda a troca de calor existente na
natureza se detém a modificar a
temperatura dos corpos.
Em alguns casos há mudança de
estado físico destes corpos. Neste caso,
chamamos a quantidade de calor
calculada de calor latente.
Em 1754 o meteorologista suiço Jean 
Andre Deluc (1727-1817) descobriu que 
a temperatura do gelo durante a fusão 
não muda.
Pegando carona na descoberta de Deluc, o 
cientista britânico Joseph Black (1728-1799), 
em 1761 estabelece o conceito de calor latente, 
como sendo a quantidade de calor necessária a 
um corpo para provocar uma mudança no seu 
estado de agregação, neste caso, fundir o gelo.
Quando uma substância está 
mudando de estado, ela absorve 
ou perde calor sem que sua 
temperatura varie. A quantidade 
de calor absorvida ou perdida é 
chamada calor latente e serve 
para rearranjar as partículas da 
substância.
Q = m.L
Q = quantidade de calor m = 
massa
L = calor latente da substância
✓ Quantidade de Calor latente
A quantidade de calor latente (Q) é
igual ao produto da massa do corpo (m) e
de uma constante de proporcionalidade
(L).
Assim:
➢ Resumindo
✓ Quantidade de calor sensível
A quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo, ao 
sofrer variação de temperatura sem que haja mudança 
de estado físico, é denominada calor sensível.
Q = m.c.
✓ Quantidade de Calor latente
Quando uma substância está mudando de estado, ela 
absorve ou perde calor sem que sua temperatura 
varie. A quantidade de calor absorvida ou perdida é 
chamada calor latente e serve para rearranjar as partículas 
da substância.
Q = m.L
A constante de proporcionalidade é
chamada calor latente de mudança de
fase e se refere a quantidade de calor que
1g da substância calculada necessita para
mudar de uma fase para outra.
Além de depender da natureza da
substância, este valor numérico depende
de cada mudança de estado físico.
Substância
T
FUSÃO
(oC) LF(cal/g) TV(oC) LV(cal/g)
Mercúrio -39 2,8 357 65
Alcool
Etílico
-115 25 78 205
Chumbo 327 5,8 1750 208
Alumínio 657 95 1750 208
Prata 961 22 2058 -
Enxôfre 119 13,2 420 62
Oxigênio -219 3,30 -183 51
Nitrogênio 210 6,09 -196 48
Água 0 79,7 100 539,6
Cobre 1083 32 1187 1211
➢ Calor latente de algumas substâncias (cal/g)
Q = m.L
Q = Qde de calor (cal) 
m = massa (g)
L = calor latente (cal/g)
Quando:
Q>0: o corpo funde ou vaporiza.
Q0 e ao transmitir
calor Qtambém.
Este fenômeno acontece, pois, ao
aquecermos a panela, suas moléculas
começam a agitar-se mais, como a panela
está em contato com a colher, as
moléculas em agitação maior provocam
uma agitação nas moléculas da colher,
causando aumento de sua energia
térmica, logo, o aquecimento dela.
Convecção Térmica 
A convecção consiste no movimento
dos fluidos, e é o princípio fundamental da
compreensão do vento, por exemplo.
O ar que está nas planícies é aquecido
pelo sol e pelo solo, assim ficando mais
leve e subindo.
Então as massas de ar que estão nas
montanhas, e que está mais frio que o das
planícies, toma o lugar vago pelo ar
aquecido, e a massa aquecida se desloca
até os lugares mais altos, onde resfriam.
Estes movimentos causam, entre outros
fenômenos naturais, o vento.
Formalmente, convecção é o
fenômeno no qual o calor se propaga por
meio do movimento de massas fluidas de
densidades diferentes.
Exemplos
1) Com base na propagação de calor,
explique por que, para gelar o chope de
um barril, é mais eficiente colocar gelo na
parte superior do que colocar o barril
sobre uma pedra de gelo.
Irradiação Térmica 
É a propagação de energia térmica que
não necessita de um meio material para
acontecer, pois o calor se propaga através
de ondas eletromagnéticas.
Imagine um forno microondas.
Este aparelho aquece os alimentos
sem haver contato com eles, e ao
contrário do forno à gás, não é necessário
que ele aqueça o ar.
Enquanto o alimento é aquecido há
uma emissão de microondas que fazem
sua energia térmica aumentar,
aumentando a temperatura.
Exercícios
1) A tabela abaixo apresenta a massa m de cinco objetos
de metal, com seus respectivos calores
específicos sensíveis c.
O objeto que tem maior capacidade térmica é o de
a) Alumínio b) ferro c) chumbo d) prata e) cobre
METAL
c(cal/gºC) m(g)
Alumínio 0,217 100
Ferro 0,113 200
Cobre 0,093 300
Prata 0,056 400
Chumbo 0,031 500
2) Um bloco de cobre (c = 0,094 cal/gºC) de
1,2kg é colocado num forno até atingir
o equilíbrio térmico. Nessa situação, o
bloco recebeu 12 972 cal. A variação da
temperatura sofrida, na escala
Fahrenheit, é de:
a) 60ºF b) 115ºF c) 207ºF d) 239ºF e) 347ºF
3) Quando misturamos 1,0kg de água de
água (calor específico sensível =
1,0cal/g°C) a 70° com 2,0kg de água a
10°C, obtemos 3,0kg de água a:
a) 10°C b) 20°C c) 30°C d) 40°C e) 50°C
4) Um corpo de 400g e calor específico
sensível de 0,20cal/g°C, a uma
temperatura de 10°C, é colocado em
contato térmico com outro corpo de 200g
e calor específico sensível de 0,10cal/g°C,
a uma temperatura de 60°C. A
temperatura final, uma vez estabelecido o
equilíbrio térmico entre os dois corpos,
será de:
a) 14°C b) 15°C c) 20°C d) 30°C e) 40°C
6) Num calorímetro contendo 200g de água
a 20°C coloca-se uma amostra de 50g de
um metal a 125°C. Verifica-se que a
temperatura de equilíbrio é de 25°C.
Desprezando o calor absorvido
pelo calorímetro, o calor específico
sensível desse metal, em cal/g°C, vale:
a) 0,10 b) 0,20 c) 0,50 d) 0,80 e) 1,0
7) Uma escala termométrica E adota os
valores –10ºE para o ponto de gelo e
240ºE para o ponto de vapor. Qual a
indicação que na escala E corresponde a
30ºC?
8) O quíntuplo de uma certa indicação de
temperatura registrada num termômetro
graduado na escala Celsius excede em 6
unidades o dobro da correspondente
indicação na escala Fahrenheit. Esta
temperatura, medida na escala Kelvin, é
de:
a) 50K b) 223K c) 273K d) 300K e) 323K
9) Uma panela com água está sendo aquecida
num fogão. O calor das chamas se transmite
através da parede do fundo da panela para a
água que está em contato com essa parede e
daí para o restante da água. Na ordem desta
descrição, o calor se transmitiu
predominantemente por:
a) radiação e convecção
b) b) radiação e condução
c) convecção e radiação
d) condução e convecção
e) condução e radiação
10) A transmissão de calor por convecção
só é possível:
a) no vácuo
b) nos sólidos
c) nos líquidos
d) nos gases
e) nos fluidos em geral.
11) Num dia quente você estaciona o carro num
trecho descoberto e sob um sol causticante. Sai
e fecha todos os vidros. Quando volta, nota que
"o carro parece um forno". Esse fato se dá
porque:
a) o vidro é transparente à luz solar e opaco ao
calor;
b) o vidro é transparente apenas às radiações
infravermelhas;
c) o vidro é transparente e deixa a luz entrar;
d) o vidro não deixa a luz de dentro brilhar fora;
e) n.d.a.
12 – Qual a quantidade de calor necessária para elevar a
temperatura de 500 de chumbo (c=0.03 cal / g ºC) de 20 º C
até 60º C?
13- Um bloco de 2 Kg é submetido a um resfriamento de 50º
C para 0º C . Nesse processo são retirados 40 kcal do bloco.
Calcule o calor especifico do material que constitui o bloco.
14- Um corpo cuja massa 800 g é
aquecido através de uma fonte, cuja
potencia é de 300 cal/min. Sabendo
que a variação da temperatura ocorre
segundo o gráfico a seguir, determine o
calor específico da substancia que
constitui o corpo .
15 – Para aquecer 1 Kg de uma substancia de 10º C a 60 ºC,
foram necessários 400 cal. Determine:
a) O calor especifico do material
b) A sua capacidade térmica
16- Uma placa de alumínio (c=0.217 cal/g º C) com massa
400 g está a 80 º C. Determina a temperatura da placa
quando dela se retirarem 1600 kcal.
17- O gráfico representa as quantidades de calor
recebidas por dois corpos, A e B, em função das
temperaturas por eles atingidas.
a. Calcule a capacidade térmica de cada um dos corpos
b. Sendo suas massas iguais, a 100g, determine os calores
específicos dos corpos.