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Comportamento dos gases
O comportamento dos gases é um tópico que interessa muito à química e à física. Mais do que simplesmente como ele fica - ou é - nos interessam suas transformações: o que acontece se o comprimirmos, se o esquentarmos, se o resfriarmos. Muitas coisas que utilizamos em nosso dia-a-dia funcionam graças às transformações gasosas.
O estado gasoso caracteriza-se pela grande distância entre as moléculas. Outra coisa importante é que um gás não tem volume definido nem forma definida. Não entendeu? Vamos lá: você recorda que as moléculas possuem movimento, que não estão paradas, e que este movimento, também conhecido como agitação molecular, depende da temperatura - quanto mais quente, mais agitado. O movimento que nos interessa neste momento é o de translação (ir de um lugar para outro).
As moléculas do seu mouse
Imagine um bloco sólido de qualquer coisa, ou melhor, não precisa ser um bloco regular. Pense no mouse que está sob sua mão agora. Ele é composto por moléculas (em sua maioria de um plástico) e está a certa temperatura. Podemos afirmar que suas moléculas estão agitadas e que estão se movendo.
 
Se elas se movem e um dos movimentos é o de translação, seria coerente imaginar que as moléculas da superfície do mouse poderiam "escapar" para fora dele e "viajar" pelo ar. Se isso acontecer seu mouse iria diminuindo aos poucos de tamanho, até que um dia ele teria sumido.
Por que isso não acontece? Porque existem forças intermoleculares, ou seja, a atração entre as moléculas próximas seguram a molécula agitada e evitam que ela "fuja". Essas forças intermoleculares são tanto mais fortes quanto menor a distância entre as moléculas.
Forma e volume dos gases
Assim, nos sólidos, onde a distância é muito pequena, as forças são muito grandes; nos líquidos, que apresentam distância intermolecular maior, são menores que nos sólidos e, nos gases, onde a distância é muito grande, as forças são muito pequenas.
Este é o fato responsável pela característica da forma e do volume. Se a força é grande (sólidos), a substância consegue ter forma definida, a atração entre suas moléculas não permite que ela escorra, o que mantém a forma e o volume definido.
Em uma distância média entre as moléculas (líquido), a força não é suficiente para manter uma forma definida, tanto é que um líquido adquire o formato do recipiente que o contém, mas é suficiente para manter seu volume definido - em meio copo com água o líquido tem o formato do copo, mas não ocupa inteiramente seu volume.
Se a distância for muito grande (gás) a força intermolecular é muito fraca e não consegue nem definir sua forma nem seu volume. Por isso um gás ocupa inteiramente o recipiente que o contém.
O perfume que se espalha
Pelo que acabamos de expor, você percebe que um gás ocupa inteiramente o volume do recipiente que o contém. Se você abrir um frasco com um perfume em um canto de uma sala, perceberá que após algum tempo, o cheiro se espalhou pela sala inteira, provando que o gás ocupou todo espaço disponível.
Você perguntará então: quer dizer que se eu abrir o frasco de perfume ao ar livre ele ocupará toda a atmosfera? A resposta é sim. Acontece que a quantidade de gás (cheiro) se espalhando por um volume muito grande fará com que a concentração (número de moléculas por volume ocupado) seja muito pequena e, por isso não sentiremos o cheiro dele.
Temperatura e pressão
A temperatura está diretamente relacionada com a agitação molecular. Quanto mais quente, mais agitada. Quanto mais agitada, maior energia cinética. Quanto mais energia cinética, maior a velocidade com que a molécula do gás translada ("viaja").
Em uma definição bastante acadêmica, pressão é a razão entre uma força e a área em que é aplicada. Entenda o seguinte: a molécula do gás vem transladando até que encontra uma superfície e se choca com ela. 
Este choque aplica uma força em uma área, daí a pressão do gás. Perceba também que quanto mais rápido for o movimento de translação ou quanto maior for a quantidade de choques com a superfície, maior será a força e, conseqüentemente, maior a pressão.
Equação de estado
Você deve ter percebido que os três fatores: volume, temperatura e pressão estão interligados. Junte a estes fatores a quantidade de moléculas do gás, lembrando que, para a química, a quantidade é medida em número de mols e uma constante de proporcionalidade, chamada constante dos gases perfeitos e obteremos uma relação matemática que descreve o estado de um gás em determinadas temperatura, volume, pressão e quantidade.
 
É a chamada equação de estado de um gás:
P.V = n . R . T
Onde
P = pressão
V = volume
n = número de mols
R = constante de proporcionalidade
T = temperatura em Kelvin
Simples? Não muito, mas é muito importante que você entenda os mecanismos que regem o comportamento do gás.
P.S.Você pode não ter entendido uma simples expressão: gases ideais (ou perfeitos). São aqueles em as forças intermoleculares são totalmente desprezíveis.
Gás e Vapor
A diferença entre gás e vapor é dada a partir da temperatura crítica. O vapor é a matéria no estado gasoso, estado esse que pode ser liquefeito com o aumento da pressão. Com o gás não ocorre o mesmo. Ele é um fluido impossível de ser liquefeito com um simples aumento de pressão. Isso faz com o gás seja diferente do vapor.
Comportamento dos Gases
Uma determinada substância no estado gasoso é um gás se a sua temperatura for superior à temperatura crítica, se a temperatura for igual ou inferior à temperatura crítica a substância é vapor.
Os gases reais que normalmente conhecemos como, por exemplo, o hélio, o nitrogênio e o oxigênio, apresentam características moleculares diferentes e particulares de cada um. Contudo, se colocarmos todos eles a altas temperaturas e baixas pressões eles passam a apresentar comportamentos muito semelhantes. No estudo dos gases adota-se um modelo teórico, simples e que na prática não existe, com comportamento aproximado ao dos gases reais. Essa aproximação é cada vez melhor quanto menor for a pressão e maior a temperatura. Esse modelo de gás é denominado de gás perfeito.
Por volta do século XVII e XIX, três cientistas (Jacques Charles, Louis J. Gay-Lussac e Paul E. Clayperon), após estudarem o comportamento dos gases, elaboraboraram leis que regem o comportamento dos gases perfeitos, também chamados de gases ideais. As leis por eles determinadas estabelecem as regras do comportamento “externo” do gás perfeito, levando em conta apenas as grandezas físicas que estão associadas a eles, grandezas essas que são: volume, temperatura e pressão.
Lei geral dos gases perfeitos
A expressão que determina a lei geral para os gases perfeitos pode ser vista da seguinte forma:
Onde po, Vo e To são respectivamente a pressão inicial, volume inicial e temperatura inicial. Essa é uma expressão que é utilizada para quando as variáveis de um gás apresentar variações.
Lei de Boyle
Robert Boyle, físico e químico, foi quem determinou a lei que rege as transformações sofridas por um gás, quando sua temperatura é mantida constante. Sua lei diz que quando um gás sofre uma transformação isotérmica, a pressão dele é inversamente proporcional ao volume ocupado. Dessa lei obtemos que como To = T temos que:
poVo = pV
Lei de Charles
A lei de Charles é a lei que rege as transformações de um gás perfeito a volume constante. Essas transformações são chamadas de transformações isocóricas ou isométricas. Segundo essa lei, quando uma massa de gás perfeito sofre transformação isocórica, a sua pressão é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. Matematicamente essa lei pode ser expressa da seguinte forma:
Onde po e To são respectivamente a pressão inicial e a temperatura inicial.
Lei de Gay-Lussac
A lei de Gay-Lussac é a lei que rege as transformações de um gás perfeito à pressão constante. Essa lei, apesar de levar o nome de Gay-Lussac, já havia sido descoberta pelo físico e químico A.C. Charles. Segundo a lei, quando um gás sofre uma transformaçãoisobárica o volume do gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. Matematicamente essa lei pode ser expressa da seguinte forma:
Onde Vo e To correspondem respectivamente ao volume inicial e à temperatura inicial.
Os gases possuem características um tanto quanto particulares, pensando nisso se faz necessário um estudo especial sobre esses compostos. A começar pela constituição química, os gases podem constituir moléculas (CO2, CO) ou se apresentarem como átomos isolados (gases nobres - He, Ne, Ar,...).
Quanto às características físicas, os gases podem se expandir ou sofrer compressão, dependendo do local onde estiverem. Se confinados em recipientes fechados, adquirem formato específico, mas se deixados livres tendem a ocupar todo o espaço disponível. Esse grau de liberdade das moléculas gasosas faz com que se movimentem de forma desordenada, mas ao mesmo tempo contínua.
Se, por exemplo, um gás estiver em local fechado, suas moléculas em movimento passam a exercer certa força sobre as paredes internas na tentativa de escaparem, é o que chamamos de pressão, que é diretamente proporcional ao número de choques por unidade de área, ou seja, quanto maior o volume de gás maior será a pressão exercida.
Existe um agravante para o movimento contínuo dos gases, a temperatura. Se aquecermos um gás, suas moléculas passarão a se movimentar mais rapidamente. Dizemos então que a Energia cinética (Ecin) desse gás aumentou.
Ecin = KT
Onde K = constante
T = temperatura
A temperatura de um gás aumenta se aumentarmos sua energia cinética, Ecin e T são grandezas diretamente proporcionais. A equação acima representa essa relação.
O gás que obedece a essas condições é denominado de Gás perfeito, exemplo: gás Hélio (He), gás Criptônio (Kr), gás Xenônio (Xe).
 
A Equação de Clapeyron
Equação de Clapeyron 
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A equação desenvolvida por Émile Clapeyron relaciona as três variáveis de estado (pressão, volume e temperatura) com a quantidade de partículas (número de mols) que compõe um gás.
A relação que ficou conhecida como A Equação de Clapeyron ou Equação de um gás ideal se dá da seguinte forma:
pV=nRT
onde:
R: constante universal dos gases perfeitos. Seu valor depende das unidades utilizadas para medir as variáveis de estado, podendo ser: 
p: pressão
V: volume
T: temperatura
n: número de mols
O número de mols (n) do gás é dado pela razão entre a massa do gás (m) e sua massa molar (M):
A equação de Clapeyron relaciona as variáveis de estado de um gás com a massa m da substância gasosa como variável, durante um processo de transformação gasosa. 
Para chegarmos à sua expressão analítica, é necessário relembrarmos os seguintes conceitos: 
1) Sabemos que 1 mol de uma determinada substância corresponde a 6,023 x 1023 moléculas dessa substância. Esse valor é conhecido como Número de Avogadro. 
2) A massa correspondente a 1 mol de moléculas é conhecida como massa molar M. 
3) O volume correspondente a 1 mol de moléculas é conhecido como volume molar V0. 
O número de mols de certa quantidade de moléculas pode ser calculado através da equação: 
Eq. 1
Onde: N é o número de mols 
M é a massa molar 
m é a massa do gás 
O volume molar de certa quantidade de moléculas é descrita pela equação: 
Eq.2
Para obtermos a equação de Clapeyron utilizaremos a equação geral dos gases perfeitos:
Eq. 3
Fazendo: 
P2 = P P1 = P0 
V2 = V V1 = V0 
T2 = T T1 = T0 
Assim: 
Eq. 4
Substituindo a Eq. 2 na Eq. 4, temos:
Eq. 5
Sabe-se que a pressão, o volume e a temperatura iniciais são constantes em Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), ou seja: 
v0 = 22,4 litros 
T0 = 273 K 
P0 = 1,0 atm 
Portanto, 
Esse valor é a constante Universal dos Gases Perfeitos 
R = 0,082 atm.l/mol.K 
Substituindo por R; chegamos à equação de Clapeyron:
O valor de R no sistema internacional de unidades e medidas é 8,3 J/mol. K é o mesmo para todos os gases.
Conforme visto no texto Equação geral dos gases, ao sofrer transformações gasosas que envolvam a variação das grandezas pressão (P), volume (V) e temperatura (T), temos a seguinte relação:
P1 . V1 = P2 . V2            ou          PV = constante
T1               T2                               T
O físico parisiense, Benoit Pierre Emile Clapeyron, estabeleceu uma equação que relaciona essas três variáveis de estado para uma quantidade de matéria igual a n, descrevendo totalmente o comportamento de um gás ideal.
A constante na equação acima passou a ser simbolizada por R:
PV = R
 T
Se fosse 2 mols de gás, teríamos: PV = 2 R, se fosse 3 mols, seria: PV = 3 R, e assim por diante.                                                                     T                                                      T
Então, para n mols do gás, temos:
PV = nR
T
                                                                 ou
PV = nRT
Essa é a Equação de Clapeyron, também chamada de Equação de estado dos gases.
n (quantidade de matéria) é dada pela fórmula:
n = m/M
Sendo que:
m = massa do gás em gramas, e;
M = massa molar do gás em g/mol.
Podemos, então, escrever a Equação de Clapeyron também dessa forma:
PV = mRT
    M
Veja que o valor de R é fundamental nessa equação e é possível determiná-lo para 1 mol de qualquer gás. Para tal vamos considerar as condições normais de temperatura e pressão (CNTP), em que a pressão-padrão de 1 mol de qualquer gás é igual a 101 325 Pa ou 1 atm, e a temperatura-padrão é igual a 273,15 K. No texto Volume molar dos gases, mostrou-se que, nessas condições, o volume ocupado por 1 mol de qualquer gás é igual a 22,4 L. Assim, temos:
PV = 1 atm . 22,4 L     =  R
nT     1 mol . 273,15 K
R = 0,082 atm . L/mol . K
 Esta é a constante universal dos gases perfeitos.
Mas há aqui uma observação importante: você usará esse valor na equação se os dados estiverem com as mesmas unidades da constante R, ou seja, se a pressão estiver em atm, se o volume estiver em L e se a temperatura estiver em K. Se os dados estiverem com outras unidades, o valor de R mudará.
Veja abaixo o valor da constante quando são usadas outras unidades:
PV = 760 mmHg . 22,4 L = 62,3 mmHg . L/mol . K
nT    1 mol . 273,15 K
PV = 760 mmHg . 22 400 mL = 62 300 mmHg . mL/mol . K
nT          1 mol . 273,15 K
PV = 101 325 Pa . 0,0224 m3 = 8,309 Pa . m3/mol . K
nT       1 mol . 273,15 K
PV = 100 000 Pa . 0,02271 m3 = 8,314 Pa . m3/mol . K
nT       1 mol . 273,15 K
Esta última está de acordo com a IUPAC, que trabalha com o Sistema Internacional de Unidades (SI), que, por sua vez, define que as condições de pressão e temperatura padrão (STP) são respectivamente iguais a 100 000 Pa e 273,15 K. Em tais condições, o volume que 1 mol de qualquer gás ocupa é de aproximadamente 22,71 L (0,02271 m3).
Assim, o cuidado principal que você deve ter ao utilizar a equação de Clapeyron para resolver exercícios é que o valor da constante universal dos gases perfeitos deve ter as mesmas unidades que as demais grandezas.
Veja um exemplo:
“Determine o volume de um balão que contém 4,0 g de gás hélio num dia em que a temperatura está igual a 28 ºC e a pressão no interior do balão é de 2 atm.”
Dados:
P = 2 atm
V = ?
m = 4,0 g
M (massa molar do hélio) = 4,0 g/mol
T = 28 ºC (tem que ser em kelvin) = 28 + 273 = 301 K
R (possui as mesmas unidades das outras grandezas) = 0,082 atm . L/mol . K
Substituindo os valores na equação de Clapeyron, temos:
PV = mRT
         M
V = mRT
       PM
V = 4,0 g . 0,082 atm . L . mol-1 . K-1 . 301 K
        2 atm . 4,0 g . mol-1
V = 12,341 L
Equação de Clapeyron
Relacionando as Leis de Boyle, Charles Gay-Lussac e de Charles é possível estabelecer uma equação que relacione as variáveis de estado: pressão (p), volume (V) e temperatura absoluta (T) de um gás.
Esta equação é chamada Equação de Clapeyron, em homenagem ao físico francês Paul Emile Clapeyron que foi quem a estabeleceu.
Onde:
p=pressão;
V=volume;
n=nº de mols do gás;
R=constante universaldos gases perfeitos;
T=temperatura absoluta.
 
Exemplo:
(1) Qual é o volume ocupado por um mol de gás perfeito submetido à pressão de 5000N/m², a uma temperatura igual a 50°C?
Dado: 1atm=10000N/m² e 
 
Substituindo os valores na equação de Clapeyron:
Lei geral dos gases perfeitos
Através da equação de Clapeyron é possível obter uma lei que relaciona dois estados diferentes de uma transformação gasosa, desde que não haja variação na massa do gás.
Considerando um estado (1) e (2) onde:
Através da lei de Clapeyron:
esta equação é chamada Lei geral dos gases perfeitos.
Energia Interna
As partículas de um sistema têm vários tipos de energia, e a soma de todas elas é o que chamamos Energia interna de um sistema. 
Para que este somatório seja calculado, são consideradas as energias cinéticas de agitação , potencial de agregação, de ligação e nuclear entre as partículas.
Nem todas estas energias consideradas são térmicas. Ao ser fornecida a um corpo energia térmica, provoca-se uma variação na energia interna deste corpo. Esta variação é no que se baseiam os princípios da termodinâmica.
Se o sistema em que a energia interna está sofrendo variação for um gás perfeito, a energia interna será resumida na energia de translação de suas partículas, sendo calculada através da Lei de Joule:
Onde:
U: energia interna do gás;
n: número de mol do gás;
R: constante universal dos gases perfeitos;
T: temperatura absoluta (kelvin).
 
Como, para determinada massa de gás, n e R são constantes, a variação da energia interna dependerá da variação da temperatura absoluta do gás, ou seja, 
Quando houver aumento da temperatura absoluta ocorrerá uma variação positiva da energia interna .
Quando houver diminuição da temperatura absoluta, há uma variação negativa de energia interna.
E quando não houver variação na temperatura do gás, a variação da energia interna será igual a zero.
Conhecendo a equação de Clepeyron, é possível compará-la a equação descrita na Lei de Joule, e assim obteremos:
Calor específico
O calor específico é a quantidade de calor que deve ser fornecida para que 1 g de substância tenha a sua temperatura elevada em 1°C. Cada substância possui um determinado valor de calor específico, que é geralmente expresso em cal/g.°C.
Quanto maior for o calor específico de uma substância, maior será a quantidade de calor que deverá ser fornecida ou retirada dela para que ocorram variações de temperatura. A água, quando comparada com várias outras substâncias, possui o maior calor específico, que corresponde a 1 cal/g.ºC
→ Comparando valores de calor específico
 
A tabela abaixo traz o valor do calor específico de algumas substâncias de nosso cotidiano.
Ao visitar a praia, percebemos que, durante o dia, a temperatura da água é inferior à temperatura da areia. A partir da tabela, podemos reparar que o calor específico da areia é bem menor que o da água, logo, a quantidade de energia necessária para aquecer a areia é menor e, por isso, seu aquecimento ocorre mais rápido. Durante a noite, a areia também perde energia mais facilmente que a aguá, esfriando-se mais rapidamente.
Podemos ainda citar como exemplo o ato de colocar café quente em um copo de alumínio. Percebemos que rapidamente o alumínio aquece-se, chegando à mesma temperatura do café. Isso ocorre porque o calor específico do alumínio é pequeno.
→ Determinação do calor específico (c)
A capacidade térmica de um corpo (C) corresponde à razão entre a quantidade de calor recebida e a variação de temperatura sofrida pelo corpo. Essa grandeza mostra o comportamento dos corpos diante do recebimento de calor. O calor específico de um material é definido como a razão entre a capacidade térmica de um corpo por sua massa:
c = C
      m
→ Consequências do calor específico da água
O alto valor do calor específico da água influencia a ocorrência de alguns fenômenos meteorológicos, como:
A brisa marítima: O fenômeno das brisas é resultado da menor variação de temperatura da água do mar em relação à variação de temperatura da costa. A água varia pouco a sua temperatura em razão de seu maior calor específico.
El Niño: Em virtude da elevação da temperatura das águas do Oceano Pacífico na região do Peru, uma quantidade de calor acima do normal é transferida para a atmosfera e gera alterações bruscas no clima da Terra.
Capacidade térmica
A capacidade térmica (C) é a grandeza que resulta da razão entre a quantidade de calor recebida por um corpo e a variação de temperatura. Ela ainda pode ser determinada pelo produto da massa do corpo pelo calor específico.
Ou ainda:
 
C = capacidade térmica;
Q = quantidade de calor;
m = massa do corpo;
c = calor específico;
ΔT = variação de temperatura.
Essa grandeza mostra o comportamento de um corpo ao receber calor, indicando se ele variará muito ou pouco a sua temperatura. Os corpos da figura abaixo são feitos do mesmo material, mas a massa do corpo A é superior à do corpo B. Ao receberem calor de uma mesma fonte térmica, perceberemos que a variação de temperatura sofrida pelo corpo A será menor que a sofrida pelo corpo B. Sendo assim, dizemos que o corpo B possui menor capacidade térmica, isto é, precisa de pouca energia para elevar a sua temperatura.
Perceba que a capacidade térmica é uma característica do corpo, e não da substância. Os objetos representados acima são constituídos pelo mesmo material, mas possuem capacidades térmicas diferentes porque possuem massas diferentes.
Curiosidade
Antigamente, quando ainda não existiam geladeiras, era comum armazenar a manteiga em um recipiente com água. Como o calor específico da água é maior que o do ar, é necessário mais calor para aquecer a água. Por essa razão, ela pode proteger a manteiga das variações de temperatura com mais eficácia que o ar.
Unidade de medida
De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), a capacidade térmica deve ser medida em calorias por grau celsius (cal/°C).
A capacidade térmica determina a quantidade calor que um corpo precisa receber para alterar sua temperatura em uma unidade. Cada corpo comporta-se de forma diferente ao receber uma determinada quantidade de calor, e um exemplo em que podemos perceber isso facilmente ocorre na praia. A areia e a água do mar estão submetidas à mesma fonte de calor, o sol, mas a areia fica muito mais quente do que a água. Isso acontece porque a areia e a água possuem capacidades térmicas diferentes.
Sendo assim, a capacidade térmica é uma grandeza que depende da quantidade de calor recebida e da variação de temperatura sofrida por um corpo. Ela pode ser definida da seguinte forma:
“A capacidade térmica (C) é a razão entre a quantidade de calor (Q) recebida por um corpo e a variação de temperatura (ΔT) sofrida por ele.”
Matematicamente, essa relação é dada pela expressão:
C = Q
     ΔT
A unidade de medida da capacidade térmica no Sistema Internacional é calorias por grau Celsius (cal/ºC). Um exemplo para compreender melhor a interpretação dessa grandeza é a seguinte situação:
Se um corpo recebe 1000 cal e aumenta sua temperatura em 20ºC, sua capacidade térmica é?
C = Q = 1.000 = 50 cal/ºC
ΔT 20
Ou seja, a cada 50 calorias que o corpo recebe, sua temperatura varia em 1ºC.
A capacidade térmica é uma propriedade dos corpos que depende apenas de sua massa, sendo assim, dois corpos feitos do mesmo material podem sofrer variações de temperatura diferentes ao receberem a mesma quantidade de calor se suas massas são diferentes. Por exemplo: se quisermos aquecer duas chapas de metal, uma com 5 kg e outra com 10 kg, será necessário fornecer maior quantidade de calor à chapa de 10 kg, já que sua massa é maior.
Podemos concluir, portanto, que a capacidade térmica é proporcional à massa dos corpos. Essa proporcionalidade é definida por uma grandeza denominada calor específico (c), que é determinado pela razão constante entre a capacidade térmica e a massa de uma substância, sendo expresso matematicamente pela equação:
c = C
     m
A unidade de medidado calor específico é cal/g.ºC. Essa grandeza define a quantidade de calor que deve ser fornecida ou retirada de cada 1 grama de um material para variar sua temperatura em 1ºC.
A capacidade térmica e o calor específico dos materiais podem ser determinados com o uso de um calorímetro, um aparelho com isolação térmica utilizado para estudar as trocas de calor entre corpos de diferentes temperaturas.
 Calor Específico
O calor específico de uma substância (c) é uma grandeza física intensiva, ou seja, se trata de uma grandeza que não varia com as dimensões da substância. Assim, 1 e 100 litros de água possuem o mesmo calor específico.
Por definição, o calor específico é a quantidade de calor necessária para que seja possível elevar a temperatura de uma determinada substância por unidade de temperatura. A unidade do sistema internacional é o joule por quilograma por kelvin – J/(kg.K) – mas a unidade mais comum é a caloria por grama por grau Celsius – cal/g.ºC – sendo que atualmente a grande maioria destes valores já se encontram tabelados.
Esta definição pode ser usada para explicar, por exemplo, o motivo do cobre ser aquecido de maneira mais fácil que a água, uma vez que o calor especifico da água é maior que o do cobre, demandando uma maior energia para que obtenha a mesma temperatura.
Capacidade Térmica
Já a capacidade térmica ou capacidade calorífica de uma substância (C) é uma grandeza física extensiva, sendo que é dependente da massa de sua respectiva substância. Deste modo, já vimos que 1 e 100 litros de água possuem o mesmo calor específico, porém apresentam capacidades térmicas diferentes, sendo que os 100 litros terão uma maior capacidade calorífica.
Sua definição nos traz que a capacidade térmica é a quantidade de calor necessária (cedida ou recebida) para que um corpo varie sua temperatura em uma unidade. A capacidade calorífica de um corpo é expressa em Joule por Kelvin (J/K), mas frequentemente encontrada como caloria por grau Celsius (cal/ºC).
Podemos ainda estabelecer uma relação entre a capacidade térmica e o calor específico de um corpo, desde que este apresente uma única substância. Através da equação fundamental da calorimetria e da definição de capacidade térmica temos que:
Onde m é a massa do corpo, c é seu calor específico e C é a capacidade calorífica. Podemos então notar que a capacidade térmica será dependente das propriedades do material e também de seu volume, enquanto o calor específico depende apenas das propriedades da substância.
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.
A quantidade de calor latente (Q) é igual ao produto da massa do corpo (m) e de uma constante de proporcionalidade (L).
Assim:
A constante de proporcionalidade é chamada calor latente de mudança de fase e se refere a quantidade de calor que 1 g 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.
Por exemplo, para a água: 
	Calor latente de fusão
	
	80cal/g
	Calor latente de vaporização
	
	540cal/g
	Calor latente de solidificação
	
	-80cal/g
	Calor latente de condensação
	
	-540cal/g
 
Quando:
Q>0: o corpo funde ou vaporiza.
Q<0: o corpo solidifica ou condensa.
 
Exemplo:
Qual a quantidade de calor necessária para que um litro de água vaporize? Dado: densidade da água=1g/cm³ e calor latente de vaporização da água = 540 cal/g.
Assim:
 
Curva de aquecimento
Ao estudarmos os valores de calor latente, observamos que estes não dependem da variação de temperatura. Assim podemos elaborar um gráfico de temperatura em função da quantidade de calor absorvida. Chamamos este gráfico de Curva de Aquecimento:
Calor Latente
O calor latente, também chamado de calor de transformação, é uma grandeza física que designa a quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo enquanto seu estado físico se modifica.
Importante destacar que nessa transformação a temperatura permanece a mesma, ou seja, ele não considera essa variação.
Como exemplo, podemos pensar num cubo de gelo que está derretendo. Quando ele começa a mudar de estado físico (sólido para o líquido), a temperatura da água permanece a mesma nos dois estados.
Fórmula
Para calcular o calor latente é utilizada a fórmula:
Q = m . L
Onde,
Q: quantidade de calor (cal ou J)
m: massa (g ou Kg)
L: calor latente (cal/g ou J/Kg)
No Sistema Internacional (SI), o calor latente é dado em J/Kg (Joule por quilograma). Mas também pode ser medido em cal/g (caloria por grama).
Note que o calor latente pode apresentar valores negativos ou positivos. Sendo assim, se a substância estiver cedendo calor seu valor será negativo (processo exotérmico). Isso ocorre na solidificação e liquefação.
Por outro lado, se tiver recebendo calor, o valor será positivo (processo endotérmico). Isso ocorre na fusão e na vaporização.
Leia mais: Reações Endotérmicas e Exotérmicas.
Calor Latente de Vaporização
No calor latente ocorre a mudança de estado físico. Ou seja, a substância pode passar do estado sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e vice-versa.
Quando a mudança é da fase líquida para a fase gasosa o calor latente é chamado de calor de vaporização (Lv).
Gráfico de variação da temperatura da água e as mudanças de estado físico
O calor latente de vaporização da água é de 540 cal/g. Ou seja, são necessárias 540 cal para evaporar 1 g de água a 100 °C.
Nesse caso, a quantidade de calor necessária (Q) é proporcional à massa da substância (m):
Q = Lv. m
onde,
Lv: constante
Leia também: Estados Físicos da Água e Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição.
Calor Específico
O calor específico é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 °C de 1g do elemento. Cada elemento possui um calor específico.
Ele é calculado pela fórmula:
c = Q/m. Δθ ou c = C/m
Onde,
c: calor específico (cal/g°C ou J/Kg.K)
Q: quantidade de calor (cal ou J)
m: massa (g ou Kg)
Δθ: variação de temperatura (°C ou K)
C: capacidade térmica (cal/°C ou J/K)
Obs: Diferente do calor latente, o calor específico considera a variação de temperatura (temperatura final menos a temperatura inicial) que ocorre no corpo.
Calor Sensível
Além do calor específico, o calor sensível também provoca mudanças de temperatura. É uma grandeza diferente do calor latente, pois modifica a temperatura e não a mudança de estado.
Um exemplo é quando aquecemos uma barra de metal. O resultado será observado pelo aumento da temperatura do material, no entanto, seu estado sólido não se altera.
Para calcular o calor sensível utiliza-se a seguinte fórmula:
Q = m . c . Δθ
Q: quantidade de calor sensível (cal ou J)
m: massa do corpo (g ou Kg)
c: calor específico da substância (cal/g°C ou J/Kg.°C)
Δθ: variação de temperatura (°C ou K)
Reações Endotérmicas e Exotérmicas
Reações Endotérmicas e Exotérmicas são grandezas que medem a quantidade de calor (energia) absorvida e liberada durante as reações químicas. Elas são estudadas pela termoquímica.
Qual a diferença entre elas?
Reação Endotérmica é aquela em que há absorção de energia. Nesse processo, a energia é produzida e, de forma independente, é mantida.
As aves e os mamíferos têm a capacidade de manter a estabilidade da temperatura do corpo. Por esse motivo eles são chamados de animais endotérmicos, popularmente, “animais de sangue quente”.
Reação Exotérmica é aquela em que há liberação de energia. Nesse processo, a produção de energia somente persiste mediante o fornecimento contínuo de energia.
A mudança de estados físicos, nessa ordem: gasoso, líquido e sólido, é um exemplo de reação exotérmica. Cada um deles ocorre na medida em que a energia é liberada, ou seja, quando há menos calor.
Repare que ao invertemos essa ordem (sólido, líquido e gasoso), existe produção deenergia (mais calor). Neste caso, a reação é endotérmica.
Exemplos do Cotidiano
A gordura corporal funciona como um combustível no nosso corpo. Aquela que não é queimada, é absorvida por ele. Como se trata de um processo de absorção, é um exemplo de reação endotérmica.
Ao colocar uma panela no fogo para preparar um alimento estamos, por sua vez, diante de um processo exotérmico. Isso porque o calor que é liberado transformará esse alimento para que ele seja consumido.
E o que é Entalpia?
Entalpia é a energia existente em todas as substâncias e que são alteradas em decorrência das reações endotérmicas e exotérmicas.
Como não é possível calcular a entalpia, foi estabelecido o cálculo da sua variação.
Assim, mediante a comparação da entalpia padrão (temperatura de 25º C sob a pressão atmosférica de 1atm), seria possível calcular a variação da entalpia.
De acordo com a Lei de Hess, a entalpia final menos a entalpia inicial (ΔH = Hf – Hi) resulta nesse dado.
Se a reação endotérmica absorve energia, isso quer dizer que a entalpia do reagente (final) é menor do que do produto (inicial). Logo, a variação da entalpia é positiva (∆H>0).
Por sua vez, se a reação exotérmica libera energia, isso quer dizer que a entalpia (energia) do reagente é maior do que a do produto. Logo, a variação da entalpia é negativa (∆H<0).
Ponto de Fusão e Ebulição
O ponto de fusão e o ponto de ebulição representam a temperatura que uma substância muda de estado, em uma dada pressão.
No caso do ponto de fusão, a substância muda do estado sólido para o estado líquido. Já o ponto de ebulição refere-se a mudança do estado líquido para o estado gasoso.
Por exemplo, o gelo começa a se transformar em água na forma líquida, quando sua temperatura é igual a 0 ºC . Logo, o ponto de fusão da água é 0 ºC (sob pressão de 1 atmosfera).
Para passar de líquida para vapor, a água deve atingir a temperatura de 100 ºC. Assim, o ponto de ebulição da água é 100 ºC (sob pressão de 1 atmosfera).
Água no estado sólido, líquido e gasoso.
Ponto de Fusão
Quando uma substância no estado sólido recebe calor, ocorre um aumento no grau de agitação de suas moléculas. Consequentemente sua temperatura também aumenta.
Ao atingir uma determinada temperatura (ponto de fusão), a agitação das moléculas é tal que rompe as ligações internas entre os átomos e moléculas.
Nesse ponto, a substância começa a mudar seu estado e passará para o estado líquido se continuar recebendo calor.
Durante a fusão sua temperatura se mantém constante, pois o calor recebido é usado unicamente para a mudança de estado.
Forno de uma siderúrgica
O calor por unidade de massa necessário para mudar de fase é chamado de calor latente de fusão (Lf) e é uma característica da substância.
Tabela do ponto de fusão e calor latente
Na tabela abaixo indicamos a temperatura do ponto de fusão e o calor latente de algumas substâncias à pressão atmosférica.
Ponto de Ebulição
A ebulição é caracterizada pela passagem rápida do estado líquido para o gasoso, com a formação de vapores (bolhas) no interior do líquido.
Da mesma forma que ocorre na fusão, existe uma temperatura (ponto de ebulição) em que uma determinada substância passa do estado líquido para o estado gasoso.
Para que isso ocorra é necessário que a substância receba calor. Durante toda a mudança de fase, a temperatura permanece constante.
O calor latente de vaporização (Lv) é a quantidade de calor por unidade de massa, necessária para uma substância mudar de fase.
Tabela do ponto de ebulição e calor latente
Na tabela abaixo, indicamos a temperatura do ponto de ebulição e o calor latente de vaporização de algumas substâncias à pressão atmosférica.
Interferência da pressão
A temperatura do ponto de fusão e do ponto de ebulição depende da pressão exercida sobre a substância.
De uma maneira geral, as substâncias aumentam de volume quando sofrem fusão. Este fato faz com que quanto maior a pressão, maior deverá ser a temperatura para que a substância mude de fase.
A exceção ocorre com algumas substâncias, entre elas a água, que diminui seu volume quando sofrem fusão. Neste caso, uma maior pressão irá diminuir o ponto de fusão.
Os patins exercem uma grande pressão no gelo, o que diminui seu ponto de fusão.
Uma diminuição na pressão faz com que o ponto de ebulição de uma determinada substância seja menor, ou seja, a substância irá ferver em uma menor temperatura.
Por exemplo, em lugares acima do nível do mar a água ferve com temperaturas menores que 100 ºC. Com isso, nesses lugares demora-se muito mais para cozinhar do que em lugares ao nível do mar.
Estados Físicos da Água
A água é encontrada na natureza em três estados físicos, a saber: Líquido, Sólido e Gasoso. Assim, o ciclo da água corresponde ao movimento da água da natureza e, portanto, apresenta os processos de transformação da água.
Em outras palavras, as mudanças dos estados físicos da água ocorrem por meio dos processos denominados: Fusão, Vaporização (Ebulição e Evaporação), Solidificação, Liquefação (Condensação) e Sublimação.
Mudanças de Estado Físico
Para saber mais: Água e Ciclo da Água
Os Três Estados Físicos da Água
Dependendo de sua forma, a água pode ser encontrada de três maneiras:
Estado Líquido
Encontrada em maior parte no planeta por meio de rios, lagos e oceanos; o estado líquido não possui forma própria.
Estado Sólido
No estado sólido, a água possui forma, como por exemplo, os cubos de gelos. Isso acontece pois as moléculas de água encontram-se muito próximas devido à temperatura.
Estado Gasoso
No estado gasoso, as partículas de água encontram-se afastadas umas das outras e, por isso, não possui uma forma definida.
Mudanças de Estados Físicos da Água
As Mudanças de Estados Físicos da Água são divididas em 5 processos, a saber:
Fusão
Mudança do estado sólido para o estado líquido da água, provocada por aquecimento, por exemplo, um gelo que derrete num dia de calor.
Além disso, o denominado "Ponto de Fusão" (PF) é a temperatura que a água passa do estado sólido para o líquido. No caso da água, o ponto de fusão é de 0ºC.
Vaporização
Mudança do estado líquido para o estado gasoso por meio do aquecimento da água. Assim, o "Ponto de Ebulição" (PE) de uma substância é a temperatura a que essa substância passa do estado líquido para o estado gasoso e, no caso da água, o é de 100ºC.
Vale lembrar que aEbulição e a Evaporação são, na realidade, tipos de vaporização. A diferença de ambas reside na velocidade do aquecimento, ou seja, se for realizado lentamente chama-se evaporação; entretanto, se for realizado com aquecimento rápido chama-se ebulição.
Solidificação
Mudança de estado líquido para o estado sólido provocado pelo arrefecimento ou resfriamento. Além disso, o "Ponto de Solidificação" da água é de 0ºC. O exemplo mais visível são os cubos de água que colocamos no refrigerador para fazer os cubos de gelo.
Liquefação
Chamada também de Condensação, esse processo identifica a mudança do estado gasoso para o estado líquido decorrente do resfriamento (arrefecimento). Como exemplo podemos citar: a geada e o orvalho das plantas.
Sublimação
Mudança do estado sólido para o estado gasoso, por meio do aquecimento. Também denomina a mudança do estado gasoso para o estado sólido (ressublimação), por arrefecimento, por exemplo: gelo seco e naftalina.
O calor é um tipo de energia em trânsito entre dois corpos que possuem temperaturas diferentes. Essa energia sempre fluirá do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.
A imagem acima mostra dois corpos com diferentes temperaturas, de modo que T1 é maior que T2. O calor fluirá do corpo 1 para o corpo 2 até que as temperaturas de ambos se tornem as mesmas, assim, dizemos que os corpos atingiram o equilíbrio térmico.
Quando um corpo recebe calor de uma fonte térmica, podem acontecer variações de temperatura e mudança no estado de agregação de suas moléculas.
Assim, quando o calor fornecido ou retirado de um corpo é capaz de gerar apenas variações de temperatura,sem mudar o estado físico da matéria, a quantidade de calor é chamada de sensível. Quando o calor fornecido ou retirado de um corpo pode mudar o estado de agregação molecular, ele é classificado como calor latente.
Calor latente
Ao receber uma quantidade de calor latente, um corpo qualquer sofrerá mudança de estado físico. Para que isso seja possível, sua temperatura inicial deve ser a temperatura correspondente ao seu ponto de fusão ou ponto de ebulição. Imagine que um bloco de gelo, a – 10 °C, vai ser completamente derretido. Para executar tal processo, devemos utilizar quantidades de calor sensível e latente, pois o gelo deverá ser aquecido até a temperatura do ponto de fusão da água, para, então, receber calor e sofrer a mudança de estado.
Calculando o calor latente
A determinação do calor latente é feita a partir do produto da massa (m) de substância que sofre a mudança de estado pelo calor latente de fusão ou vaporização que caracteriza a substância (LF ou LV).
Q = m.L
O calor latente (L) refere-se à quantidade de calor que cada grama de substância precisa receber ou perder para que a mudança de estado seja possível. No caso da água, seu calor latente de fusão corresponde a 80 cal/g, ou seja, cada grama de água, a 0 °C, deve receber 80 cal de calor para sofrer a fusão. O calor latente de vaporização da água é de 540 cal/g.
Exemplo:
(Uerj) O gráfico abaixo indica o comportamento térmico de 10 g de uma substância que, ao receber calor de uma fonte, passa integralmente da fase sólida para a fase líquida.
O calor latente de fusão dessa substância, em cal/g, é igual a:
a) 70
b) 80
c) 90
d) 100
Resposta:
Observe que entre os valores 300 cal e 1000 cal, indicados no gráfico, a temperatura da substância não sofreu variação. Podemos concluir que, ao receber 700 cal (100 – 300 = 700) a partir de 50 °C, a substância deixa de variar a temperatura e passa a sofrer mudança de estado. Portanto, 700 cal corresponde a uma quantidade de calor latente.
Q = m . L
700 = 10 . L
L = 70 cal/g
O calor latente de fusão para a substância é de 70 cal/g, o que quer dizer que cada grama do elemento precisa de 70 calorias de calor para sofrer mudança de estado, quando a temperatura for de 50 °C.
O calor é a energia térmica em trânsito entre dois corpos, motivada pela diferença de temperatura. Essa energia sempre flui do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura, e o seu fluxo só cessa no momento em que a temperatura dos corpos envolvidos torna-se igual.
Tipos de calor
Quando exposto a uma fonte térmica, um material qualquer pode ter sua temperatura alterada ou pode sofrer mudança em seu estado físico de agregação das moléculas.
O calor é dito sensível quando é capaz apenas de alterar a temperatura de um corpo. O calor é dito latente quando altera a temperatura e gera mudança no estado de agregação das moléculas de uma substância.
Cálculo do calor latente
A quantidade de calor latente é determinada pelo produto da massa (m) do corpo que sofreu a transformação de estado e o chamado calor latente de fusão ou vaporização (L).
A quantidade de calor necessária para que cada grama da substância sofra mudança de estado é chamada de calor latente de vaporização ou de fusão. No caso da água, por exemplo, o calor latente de vaporização é de 540 cal/g, ou seja, cada grama de água a 100°C precisa de 540 cal de calor para sofrer a mudança do estado líquido para o estado gasoso.
Exemplos
1º Exemplo (Uerj) - O gráfico abaixo indica o comportamento térmico de 10 g de uma substância que, ao receber calor de uma fonte, passa integralmente da fase sólida para a fase líquida.
O calor latente de fusão dessa substância, em cal/g, é igual a:
a) 70
b) 80
c) 90
d) 100
Resposta: Letra A
A parte horizontal do gráfico representa a mudança de estado físico em que o calor deixa de atuar na variação de temperatura e passa a atuar de modo a alterar o estado de agregação do elemento. Nessa parte do gráfico, a quantidade de calor envolvida foi de 700 cal (1000 – 300 = 700 cal). 
O calor latente de fusão pode ser determinado a partir da equação de calor latente:
2º Exemplo - Uma massa de 2000 g de água está exatamente a 100°C. Sabendo que o calor de vaporização da água é de 540 cal/g, determine a quantidade de calor, em kcal, necessária para vaporizar 30% da massa de água.
a) 224
b) 250
c) 300
d) 360
e) 324
Resposta: Letra E
A massa de água a ser considerada é de 600 g, que corresponde a 30% do total de água. Assim, a quantidade de calor necessária na vaporização será:
Quando um corpo cede calor para outro corpo, podemos perceber que este aumenta a sua temperatura e, consequentemente, a temperatura do que cedeu diminui. O conceito de calor, ao contrário do que muitos pensam ser, é definido da seguinte forma:
Calor é a energia transferida de um corpo para outro em razão da diferença de temperatura entre os corpos envolvidos, ou seja, calor é a energia térmica em trânsito. 
A unidade de calor no Sistema Internacional de Unidades é o joule (J), em homenagem ao físico britânico James Prescott Joule. No entanto, a unidade mais comumente utilizada no cotidiano é a caloria, simbolizada por cal. Essa unidade é definida da seguinte forma:
1 caloria, 1 cal, representa o quanto de calor deve-se fornecer a 1 g de água para elevar sua temperatura de 1 °C. 
A relação entre as duas unidades, caloria e joule, fica da seguinte forma:
1 cal = 4,18 J
Calor Latente
Calor latente é a grandeza física que está relacionada à quantidade de calor que um corpo precisa receber ou ceder para mudar de estado físico. Matematicamente, essa definição fica da seguinte forma:
Q = m.L
Nessa forma, L é o calor latente da substância e tem como unidade a cal/g. O calor latente pode assumir tanto valores positivos quanto negativos. Se for positivo, quer dizer que o corpo está recebendo calor; se negativo, ele está cedendo calor.
Transferências de Calor
Como sabemos, o calor é energia térmica em trânsito e, assim sendo, ele pode ser transmitido de um corpo para outro das seguintes maneiras:
Condução: é quando o calor se transfere mediante a agitação das partículas que compõem o material, sem que ocorra o transporte de matéria nesse processo. Esse tipo de transferência ocorre, por exemplo, quando alguém segura uma barra de ferro no fogo. Logo, a pessoa que está segurando a barra notará o aumento de temperatura.
Convecção: esse tipo de transferência ocorre em razão das diferenças de densidades das partes quentes e frias das substâncias envolvidas. Exemplos de convecção são as geladeiras e as brisas do mar.
Radiação: esse tipo de transferência de calor ocorre por meio da radiação que é feita por ondas eletromagnéticas (raios infravermelhos), as quais podem propagar-se mesmo na ausência de matéria (vácuo). Exemplo desse tipo são os raios solares que aquecem a Terra.
Calor sensível
Sabemos que calor é energia térmica em trânsito que flui entre os corpos em razão da diferença de temperatura entre eles.
Dessa forma, imagine uma barra de ferro que receba ou perca certa quantidade de calor (Q). Esse calor que a barra ganhou ou perdeu é denominado de calor sensível, pois ele provoca apenas variação na temperatura do corpo sem que aconteça mudança em seu estado de agregação, ou seja, se o corpo é sólido, continua sólido.
Também chamado de calor específico, o calor sensível, determinado pela letra c (minúscula), é avaliado da seguinte forma:cal/g. °C. Essa relação informa a quantidade de calor que um grama de substância deve receber ou ceder para que nela aconteça a variação de um grau de temperatura. Essa é uma unidade prática, ou seja, a que é mais utilizada no dia a dia. Contudo, no Sistema Internacional de Unidades (SI), o calor específico pode ser dado de duas formas: J/kg. K ou em J/kg. °C.
Calor latente
Diferentemente do calor sensível, quando fornecemos energia térmica a uma substância, a sua temperatura não varia, mas seu estado de agregação modifica-se, esse é o chamado calor latente.
Essa é a grandezafísica que informa a quantidade de energia térmica (calor) que uma unidade de massa de uma substância deve perder ou receber para que ela mude de estado físico, ou seja, passe do estado sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e assim por diante.
Determinado pela letra L, o calor latente de uma substância é calculado por meio da razão entre a quantidade de calor (Q) que a substância deve receber ou ceder e a massa (m), ou seja, matematicamente, temos:
O calor latente pode ser positivo ou negativo. Quando positivo, indica que o material está recebendo calor; quando negativo, indica que está perdendo calor. No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de calor latente é o joule por quilograma (J/Kg), mas, na prática, utiliza-se muito a caloria por grama (cal/g).
ELETROSTÁTICA
Cargas Elétricas
Toda a matéria que conhecemos é formada por moléculas. Esta, por sua vez, é formada de átomos, que são compostos por três tipos de partículas elementares: prótons, nêutrons e elétrons.
Os átomos são formados por um núcleo, onde ficam os prótons e nêutrons e uma eletrosfera, onde os elétrons permanecem, em órbita.
Os prótons e nêutrons têm massa praticamente igual, mas os elétrons têm massa milhares de vezes menor. Sendo m a massa dos prótons, podemos representar a massa dos elétrons como:
Ou seja, a massa dos elétrons é aproximadamente 2 mil vezes menor que a massa dos prótons.
Podemos representar um átomo, embora fora de escala, por:
Se pudéssemos separar os prótons, nêutrons e elétrons de um átomo, e lançá-los em direção à um imã, os prótons seriam desviados para uma direção, os elétrons a uma direção oposta a do desvio dos prótons e os nêutrons não seriam afetados.
Esta propriedade de cada uma das partículas é chamada carga elétrica. Os prótons são partículas com cargas positivas, os elétrons tem carga negativa e os nêutrons tem carga neutra. 
Um próton e um elétron têm valores absolutos iguais, embora tenham sinais opostos. O valor da carga de um próton ou um elétron é chamado carga elétrica elementar e simbolizado por e.
A unidade de medida adotada internacionalmente para a medida de cargas elétricas é o coulomb (C).
A carga elétrica elementar é a menor quantidade de carga encontrada na natureza, comparando-se este valor com coulomb, têm-se a relação:
A unidade coulomb é definida partindo-se do conhecimento de densidades de corrente elétrica, medida em ampère (A), já que suas unidades são interdependentes.
Um coulomb é definido como a quantidade de carga elétrica que atravessa em um segundo, a secção transversal de um condutor percorrido por uma corrente igual a 1 ampère.
Carga elétrica 
A história da eletricidade remonta ao século VI a.C, quando, na Grécia, se descobriu que o âmbar, resina vegetal fossilizada, atraía pequenos objetos quando era atritada com lã. Como o nome do âmbar, em grego, assemelhava-se a elektron, chamou-se esse fenômeno de fenômeno elétrico. A propriedade responsável pelo fenômeno recebeu o nome de carga elétrica (Q).
Já no século XVIII, descobriu-se que a propriedade de atração podia ser transmitida de um corpo a outro através do contato. Além disso, descobriu-se que alguns objetos, após serem atritados e colocados próximos uns aos outros, se repeliam. Com isso, foi sugerida a existência de duas naturezas de carga, que mais tarde receberiam o nome de carga positiva e carga negativa.
A unidade de carga elétrica, no Sistema Internacional, é o Coulomb, cujo símbolo é C.
Hoje sabemos que a carga elétrica dos materiais ordinários está nas partículas que formam o átomo. Todos os corpos são constituídos de átomos, os quais são formados por algumas partículas: 
- Prótons: possuem carga positiva e estão localizados no núcleo do átomo, atrelados através de forças nucleares entre si e com os nêutrons. 
- Nêutrons: possuem carga nula e estão localizados no núcleo do átomo, atrelados através de forças nucleares entre si e com os prótons.
- Elétrons: possuem carga negativa e estão localizados ao redor do núcleo (eletrosfera), possuem mobilidade mais acentuada e detém pouca massa.
Atualmente, após muitas experiências, o valor das cargas do próton e do elétron é conhecido:
Carga elétrica do próton = + e
Carga elétrica do elétron = - e
Onde
e=1,6×10−19Ce=1,6×10−19C
é conhecida como carga fundamental.
Eletrização 
Num átomo neutro, o número de prótons e elétrons é o mesmo. Por isso, o átomo como um todo é eletricamente neutro. Se um corpo perde elétrons, ele fica com mais cargas positivas do que negativas. Diz-se que ele está eletrizado positivamente. Em contrapartida, se um corpo ganha elétrons, ele fica com mais cargas negativas do que positivas. Diz-se que ele está eletrizado negativamente.
Princípios das cargas elétricas
- Princípio da atração e repulsão: partículas com cargas de naturezas diferentes se atraem e partículas com cargas de mesma natureza se repelem.
- Princípio da quantização de carga elétrica: a carga elétrica de um corpo eletrizado é sempre um múltiplo inteiro da carga fundamental.
Q=±n⋅eQ=±n⋅e
- Princípio da conservação de carga elétrica: a carga elétrica total de um sistema isolado (ou seja, sem influências externas) é constante:
Qinicial=QfinalQinicial=Qfinal
Condutores e isolantes 
Um material é dito bom condutor elétrico quando possui grande quantidade de portadores de carga elétrica com facilidade de movimentação. Metais são bons condutores, assim como soluções iônicas. Um material que não apresenta essa propriedade é chamado de bom isolante elétrico ou dielétrico. Como exemplo, temos o ar, vidro, borracha, plásticos.
Condutores possuem duas propriedades importantes. A primeira é que cargas livres em um condutor em equilíbrio, graças a suas repulsões, se distribuem sempre na sua periferia. A segunda é que, ao colocarmos condutores em contato com objetos carregados, estes também adquirirão cargas, pois as cargas livres tendem a se distribuir no condutor buscando maior afastamento umas das outras. No caso de dois ou mais condutores idênticos, a carga elétrica livre se distribui igualmente entre os corpos.
Exercício 
(Fuvest)  Três esferas metálicas, M1, M2 e M3, de mesmo diâmetro e montadas em suportes isolantes, estão bem afastadas entre si e longe de outros objetos. 
Inicialmente M1 e M3 têm cargas iguais, com valor Q, e M2 está descarregada. São realizadas duas operações, na sequência indicada:
I. A esfera M1 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M1 é afastada até retornar à sua posição inicial. 
II. A esfera M3 é aproximada de M2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M3 é afastada até retornar à sua posição inicial. 
Após essas duas operações, as cargas nas esferas serão cerca de 
a) M1 = Q/2; M2 = Q/4; M3 = Q/4 
b) M1 = Q/2; M2 = 3Q/4; M3 = 3Q/4   
c) M1 = 2Q/3; M2 = 2Q/3; M3 = 2Q/3   
d) M1 = 3Q/4; M2 = Q/2; M3 = 3Q/4   
e) M1 = Q; M2 = zero; M3 = Q 
Gabarito: letra B.
Após cada contato, as cargas elétricas envolvidas terão se distribuído, igualmente, nos corpos em contato, obedecendo ao princípio de conservação de carga. Assim, cada corpo ficará, após o contato, com metade da carga total envolvida.  Logo, após o primeiro contato, M1 e M2 ficarão com cargas iguais a Q+02=Q2. No segundo contato, M2 e M3 ficarão com cargas iguais a Q2+Q2=3Q4. Desta forma, a distribuição final de cargas será Q/2, 3Q/4 e 3Q/4
Carga Elétrica
A carga elétrica é um conceito físico que determina as interações eletromagnéticas dos corpos eletrizados.
Assim, a partir do atrito entre os corpos, ocorre o fenômeno chamado “eletrização”, de modo que todos os corpos possuem a propriedade de se atraírem ou se repelirem.
Dessa forma, cargas de mesma natureza (positivo e positivo, negativo e negativo) se repelem, enquanto que as cargas de sinais contrários (positivas e negativas) se atraem.
Isso ocorre pelo fato de que as cargas elétricas são formadas por partículas elementares que constituem os átomos, conhecidas como prótons (carga positiva), elétrons (carga negativa)e nêutrons (carga neutra).
No Sistema Internacional, a unidade de carga elétrica é o Coulomb (C) em homenagem ao físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) pelas suas contribuições aos estudos da eletricidade.
Carga Elétrica Puntiforme
As chamadas “cargas elétricas puntiformes” correspondem aos corpos eletrizados cujas dimensões e massa são desprezíveis, se comparadas às distâncias que o afastam de outros corpos eletrizados.
Átomos
Os átomos são unidades fundamentais da matéria, formados por um núcleo com carga elétrica positiva, chamada de prótons, e os nêutrons, partículas de carga neutra.
O núcleo atômico, que carrega quase toda a massa (99,9%) do átomo, é envolvido por uma nuvem de elétrons de carga negativa, localizados na eletrosfera.
Prótons (p+)
Os prótons são partículas eletrizadas de carga positiva, as quais, junto aos nêutrons, constituem o núcleo dos átomos.
Possuem o mesmo valor da carga dos elétrons, e por isso, os prótons e os elétrons tendem a se atrair eletricamente.
O valor da carga do próton e do elétron é chamado de quantidade de carga elementar (e) e possui o valor de e = 1,6 .10-19 C.
Elétrons (e-)
Os elétrons são minúsculas partículas eletrizadas de carga negativa e massa desprezível (cerca de 1840 vezes menor que a massa do núcleo atômico).
Diferente dos prótons e dos nêutrons, os elétrons encontram-se na eletrosfera, os quais circundam o núcleo atômico, a partir da força eletromagnética.
Nêutrons (n0)
Os nêutrons são partículas de carga neutra, ou seja, não possuem carga; junto aos prótons, constituem o núcleo dos átomos.
Possui grande importância no núcleo dos átomos, uma vez que proporciona estabilidade ao núcleo atômico, já que a força nuclear faz com que seja atraído por elétrons e prótons.
Campo Elétrico
O campo elétrico é um local donde há uma forte concentração de força elétrica, é um tipo força que as cargas elétricas geram ao seu redor.
Leia também: Força Magnética.
Cálculo de Cargas Elétricas
Para calcular a quantidade de cargas elétricas, utiliza-se a seguinte expressão:
Q = n.e
Donde,
Q: carga elétrica
n: quantidade de elétrons
e: 1,6 . 10-19C, chamada de carga elétrica elementar.
Lei de Coulomb
A Lei de Coulomb foi formulada pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) no final do século XVIII. Ela apresenta conceitos acerca da interação eletrostática entre as partículas eletricamente carregadas:
“A força de ação mútua entre dois corpos carregados tem a direção da linha que une os corpos e sua intensidade é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa”.
Assim, para calcular a força das cargas:
Donde:
F: força (N)
K: constante elétrica: 9.109 Nm2/C2
q1 e q2: cargas elétricas (C)
r: distância da força elétrica (m)
Exercício Resolvido
Calcule a carga de um corpo que possui 5.1019 prótons e 4.1019 elétrons.
Para calcular a carga elétrica de um corpo, utiliza-se a seguinte expressão, considerando que a carga elementar possui o valor de 1,6 . 10-19C:
Q = n.e
Q = (5.1019- 4.1019).1,6.10-19
Q = 1019. 1,6.10-19
Q = 1,6 C
A matéria que constitui todos os materiais são constituídas de átomos.
Os átomos são constituídos, pela concepção mais clássica, de prótons(P), nêutrons(N) e elétrons(e).
Sendo que a carga elétrica de cada um é respectivamente positiva, neutra e negativa.
Assim:
Com certos estudos na área de física pode-se provar que a carga elétrica transportada por um próton é a mesma que a de um elétron, que serão diferenciadas apenas pelas cargas de sinais opostos.
Assim pode se determinar a carga elétrica elementar indicada pela letra e , cujo valor é:
e = 1,6 . 10-19 Coulomb(C), sendo C no sistema internacional de unidades.
Fatos:
Se um corpo está com carga elétrica positiva existe uma falta de elétrons, assim o número de prótons é maior que o número de elétrons.
Se um corpo está com carga elétrica negativa existe uma falta de prótons, assim o número de prótons é menor que o número de elétrons.
Se um corpo está com carga elétrica neutra, o número de prótons é igual ao número de elétrons.
O módula da carga elétrica pode ser definido como:
Q = n.e
Onde Q é o módulo da carga elétrica, n é a quantidade de elétrons,e e é a carga elétrica elementar, e = 1,6 . 10-19C.
Quando dois corpos são atritados, há uma transferência de elétrons, do corpo que possua menor eletronegatividade, para o de maior. Exemplo: uma caneta de acrílico atritada com uma flanela de lã faz com que a caneta possa atrair objetos.
Um fato muito importante é que os prótons e neutros não se deslocam com a eletrização, somente os elétrons.
A carga elétrica é uma propriedade das partículas elementares que compõem o átomo. Lembrando que o átomo é formado por prótons, nêutrons e elétrons, sendo que:
Prótons: Localizam-se no núcleo do átomo e possuem carga elétrica positiva;
Elétrons: Ficam na eletrosfera, região ao redor do núcleo atômico, e têm carga elétrica positiva;
Nêutron: Também localizado no núcleo atômico, não possui carga elétrica.
Estrutura Atômica
O átomo é formado por prótons, nêutrons e elétrons
A unidade de grandeza da carga elétrica no Sistema Internacional de Unidades é o Coulomb, representado pela letra C, em homenagem a Charles Augustin Coulomb.
Todos os corpos são formados por cargas elétricas, porém, não é fácil perceber suas propriedades, pois a maioria dos corpos, quando estão eletricamente neutros, possui mesma quantidade de prótons e elétrons. Um corpo pode ser eletrizado de duas formas:
Positivamente: se possui mais prótons que elétrons;
Negativamente: se possui mais elétrons do que prótons.
A carga elementar
A carga elétrica elementar é a menor quantidade de carga que pode ser encontrada na natureza. Seu valor é igual a 1,6 . 10-19 C e é atribuído à carga do elétron (com sinal negativo) e à do próton (com sinal positivo).
A partir desse valor, podemos perceber que 1 C é uma unidade muito grande para a carga elétrica, por isso, é comum a utilização de seus submúltiplos. Os principais são:
mC (milicoulomb) = 10-3C
μC (microcoulomb) = 10-6C
nC (nanocoulomb) = 10-9 C
Princípios da eletrostática
A eletrostática é a parte da Física que estuda fenômenos associados às cargas elétricas em repouso. Ela é regida pelos seguintes princípios:
Princípio da conservação da carga elétrica: a somatória da carga elétrica de um sistema eletricamente isolado é constante;
Quantização da carga elétrica: de acordo com esse princípio, a carga elétrica é quantizada, ou seja, sempre um múltiplo do valor da carga elétrica elementar. A carga de um corpo é dada pela equação:
Q = n . e
Sendo:
Q - a carga elétrica total de um corpo;
n - o número de elétrons perdidos ou recebidos;
e - a carga elementar (1,6 . 10-19 C).
Princípio da atração e repulsão das cargas elétricas: cargas elétricas de mesmo sinal repelem-se, e cargas de sinais contrários atraem-se.
Princípio da atração e repulsão de cargas elétricas
Cargas elétricas de sinais iguais repelem-se, e de sinais diferentes atraem-se
Eletrização
Para que um corpo, inicialmente neutro, fique eletricamente carregado, ele precisa passar por um processo de eletrização, que pode ocorrer de três formas:
Eletrização por atrito: quando dois corpos neutros e feitos de diferentes materiais são atritados entre si, um deles ganha elétrons (adquire carga negativa) e o outro perde elétrons (adquire carga positiva). Nesse tipo de eletrização, os dois corpos ficam com carga de módulo igual, mas de sinais opostos.
Eletrização por contato: ocorre quando dois corpos condutores, estando um deles eletrizado, são colocados em contato e a carga elétrica é redistribuída entre os dois, estabelecendo equilíbrio eletrostático. Ao fim desse processo, os dois corpos ficam com a mesma carga.
Eletrização por indução: esse processo de eletrização ocorre em três etapas:
inicialmente se aproxima um corpo eletrizado de um corpo neutro, fazendo com que neste haja a separação de cargas;
em seguida, conecta-seum condutor ao corpo neutro, ligando-o a terra, fazendo com que uma parte do condutor seja neutralizada;
por fim, desconecta-se o corpo da terra e ele fica eletrizado com a mesma carga do corpo usado para induzir a separação de cargas.
Modelo planetário para representação do átomo
No mundo atual é quase impossível viver sem a eletricidade. Se olharmos à nossa volta veremos diversos equipamentos que necessitam de eletricidade para funcionar. Quando nos referimos ao estudo da eletricidade, estamos, na verdade, fazendo referência aos fenômenos resultantes da propriedade chamada carga elétrica.
Pensando em fatos históricos, vemos que diversas hipóteses e várias teorias foram levantadas e desenvolvidas a fim de dar explicações mais concisas acerca dos fenômenos elétricos. Hoje sabemos com plena convicção que tais fenômenos estão ligados à estrutura da matéria.
Como já estudamos, sabemos que todos os corpos são constituídos de átomos, que podem ser descritos como constituídos de partículas elementares. As principais são os prótons, nêutrons e elétrons.
A carga elétrica é uma propriedade que está intimamente associada a certas partículas elementares que formam o átomo (prótons e elétrons). O modelo do sistema planetário é o modelo simples mais adotado para explicar como tais partículas se distribuem no átomo. De acordo com o modelo planetário, os prótons e nêutrons localizam-se no núcleo, já os elétrons estão em uma região denominada eletrosfera.
Através de experiências foi possível mostrar que prótons e elétrons têm comportamentos elétricos opostos. Por isso, convencionou-se que há duas espécies de cargas elétricas: a positiva, que tem comportamento igual ao do próton; e a negativa, que se comporta como a carga elétrica do nêutron. Os nêutrons não apresentam a citada propriedade física, isto é, os nêutrons não possuem carga elétrica.
No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de carga elétrica é o coulomb (C). O próton e o elétron, em módulo, possuem a mesma quantidade de carga elétrica. O valor da carga do próton e do elétron é denominado quantidade de carga elementar (e) e possui o valor de:
e=1,6 .10-19 C
Como 1 C é uma quantidade de carga elétrica muito grande, é comum a utilização dos seus submúltiplos:
1 mC (milicoulomb)= 10-3  C
1 μC (microcoulomb)= 10-6  C
1 nC (nanocoulomb)= 10-9  C
A quantidade de carga elétrica total (Q) será sempre um múltiplo inteiro (n) vezes o valor da carga elementar (e). Essa quantidade de carga pode ser determinada através da seguinte expressão:
Q=n .  e
Geralmente quando um corpo qualquer apresenta o número de prótons igual ao de elétrons dizemos que esse corpo está eletricamente neutro, ou seja, o corpo possui carga total igual a zero. Portanto, quando o corpo apresenta número de prótons diferente do número de elétrons, dizemos que o corpo se encontra eletrizado, ou seja, o corpo apresenta carga elétrica diferente de zero.
Dessa forma, um corpo estará eletrizado quando perde ou recebe elétrons.
Em todos os experimentos realizados até o momento, verifica-se que, em sistemas isolados, a quantidade de carga elétrica permanece constante. Essa lei é chamada de conservação da quantidade de carga elétrica. Portanto, podemos dizer que a carga elétrica não é criada e não se perde, ela apenas se transfere de um corpo para outro.
Eletrização de Corpos
A única modificação que um átomo pode sofrer sem que haja reações de alta liberação e/ou absorção de energia é a perda ou ganho de elétrons.
Por isso, um corpo é chamado neutro se ele tiver número igual de prótons e de elétrons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja nula.
Pela mesma analogia podemos definir corpos eletrizados positivamente e negativamente.
Um corpo eletrizado negativamente tem maior número de elétrons do que de prótons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja negativa.
Um corpo eletrizado positivamente tem maior número de prótons do que de elétrons, fazendo com que a carga elétrica sobre o corpo seja positiva.
	Fique atento:
É comum haver confusão sobre corpos positivamente carregados, principalmente, já que é plausível de se pensar que para que o corpo tenha carga elétrica positiva ele deva receber carga elétrica positiva, ou seja, ganhar prótons.
Quando na verdade um corpo está positivamente carregado se ele perder elétrons, ficando com menos carga elétrica negativa.
Para que durante os cálculos você não se confunda, lembre que a física vista a nível de ensino médio estuda apenas reações elementares e cotidianas, como o movimento de elétrons. As reações onde as partículas intranucleares (nêutrons e prótons) podem ser modificadas são estudadas na parte da ciência conhecida como Física Nuclear.
Eletrizar um corpo significa basicamente tornar diferente o número de prótons e de elétrons (adicionando ou reduzindo o número de elétrons).
Podemos definir a carga elétrica de um corpo (Q) pela relação:
Onde:
Q= Carga elétrica, medida em coulomb no SI
n= quantidade de cargas elementares, que é uma grandeza adimensional e têm sempre valor inteiro (n=1, 2, 3, 4 ...)
e= carga elétrica elementar ()
A eletrostática é basicamente descrita por dois princípios, o da atração e repulsão de cargas conforme seu sinal (sinais iguais se repelem e sinais contrários se atraem) e a conservação de cargas elétricas, a qual assegura que em um sistema isolado, a soma de todas as cargas existentes será sempre constante, ou seja, não há perdas.
Processos de eletrização
Considera-se um corpo eletrizado quando este tiver número diferente de prótons e elétrons, ou seja, quando não estiver neutro. O processo de retirar ou acrescentar elétrons a um corpo neutro para que este passe a estar eletrizado denomina-se eletrização.
Alguns dos processos de eletrização mais comuns são:
 
Eletrização por Atrito:
Este processo foi o primeiro de que se tem conhecimento. Foi descoberto por volta do século VI a.C. pelo matemático grego Tales de Mileto, que concluiu que o atrito entre certos materiais era capaz de atrair pequenos pedaços de palha e penas.
Posteriormente o estudo de Tales foi expandido, sendo possível comprovar que dois corpos neutros feitos de materiais distintos, quando são atritados entre si, um deles fica eletrizado negativamente (ganha elétrons) e outro positivamente (perde elétrons).
Quando há eletrização por atrito, os dois corpos ficam com cargas de módulo igual, porém com sinais opostos.
Esta eletrização depende também da natureza do material, por exemplo, atritar um material com uma material pode deixar carregado negativamente e positivamente, enquanto o atrito entre o material e outro material é capaz de deixar carregado negativamente e positivamente.
Convenientemente foi elaborada uma lista em dada ordem que um elemento ao ser atritado com o sucessor da lista fica eletrizado positivamente. Esta lista é chamada série triboelétrica:
 
Eletrização por contato:
Outro processo capaz de eletrizar um corpo é feito por contato entre eles.
Se dois corpos condutores, sendo pelo menos um deles eletrizado, são postos em contato, a carga elétrica tende a se estabilizar, sendo redistribuída entre os dois, fazendo com que ambos tenham a mesma carga, inclusive com mesmo sinal.
O cálculo da carga resultante é dado pela média aritmética entre a carga dos condutores em contato.
Por exemplo:
Um corpo condutor A com carga é posto em contato com outro corpo neutro . Qual é a carga em cada um deles após serem separados.
Um corpo condutor A com carga é posto em contato com outro corpo condutor B com carga , após serem separados os dois o corpo A é posto em contato com um terceiro corpo condutor C de carga qual é a carga em cada um após serem separados?
Ou seja, neste momento:
Após o segundo contato, tem-se:
E neste momento:
Ou seja, a carga após os contados no corpo A será +1C, no corpo B será -2C e no corpo C será +1C.
 
Um corpo eletrizado em contato com a terra será neutralizado, pois se ele tiver falta de elétrons, estes serão doadospela terra e se tiver excesso de elétrons, estes serão descarregados na terra.
 Eletrização por indução eletrostática:
Este processo de eletrização é totalmente baseado no princípio da atração e repulsão, já que a eletrização ocorre apenas com a aproximação de um corpo eletrizado (indutor) a um corpo neutro (induzido).
O processo é dividido em três etapas:
- Primeiramente um bastão eletrizado é aproximado de um condutor inicialmente neutro, pelo princípio de atração e repulsão, os elétrons livres do induzido são atraídos/repelidos dependendo do sinal da carga do indutor.
- O próximo passo é ligar o induzido à terra, ainda na presença do indutor.
- Desliga-se o induzido da terra, fazendo com que sua única carga seja a do sinal oposto ao indutor.
Após pode-se retirar o indutor das proximidades e o induzido estará eletrizado com sinal oposto à carga do indutor e as cargas se distribuem por todo o corpo.
Lei de Coulomb
Esta lei, formulada por Charles Augustin Coulomb, refere-se às forças de interação (atração e repulsão) entre duas cargas elétricas puntiformes, ou seja, com dimensão e massa desprezível.
Lembrando que, pelo princípio de atração e repulsão, cargas com sinais opostos são atraídas e com sinais iguais são repelidas, mas estas forças de interação têm intensidade igual, independente do sentido para onde o vetor que as descreve aponta.
O que a Lei de Coulomb enuncia é que a intensidade da força elétrica de interação entre cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto dos módulos de cada carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Ou seja:
Onde a equação pode ser expressa por uma igualdade se considerarmos uma constante k, que depende do meio onde as cargas são encontradas. O valor mais usual de k é considerado quando esta interação acontece no vácuo, e seu valor é igual a:
Então podemos escrever a equação da lei de Coulomb como:
Para se determinar se estas forças são de atração ou de repulsão utiliza-se o produto de suas cargas, ou seja:
Campo Elétrico
Assim como a Terra tem um campo gravitacional, uma carga Q também tem um campo que pode influenciar as cargas de prova q nele colocadas. E usando esta analogia, podemos encontrar:
Desta forma, assim como para a intensidade do campo gravitacional, a intensidade do campo elétrico (E) é definido como o quociente entre as forças de interação das cargas geradora do campo (Q) e de prova (q) e a própria carga de prova (q), ou seja: 
Chama-se Campo Elétrico o campo estabelecido em todos os pontos do espaço sob a influência de uma carga geradora de intensidade Q, de forma que qualquer carga de prova de intensidade q fica sujeita a uma força de interação (atração ou repulsão) exercida por Q.
Já uma carga de prova, para os fins que nos interessam, é definida como um corpo puntual de carga elétrica conhecida, utilizado para detectar a existência de um campo elétrico, também possibilitando o cálculo de sua intensidade.
 
Vetor Campo Elétrico
Voltando à analogia com o campo gravitacional da Terra, o campo elétrico é definido como um vetor com mesma direção do vetor da força de interação entre a carga geradora Q e a carga de prova q e com mesmo sentido se q>0 e sentido oposto se q<0. Ou seja:
A unidade adotada pelo SI para o campo elétrico é o N/C (Newton por coulomb).
Interpretando esta unidade podemos concluir que o campo elétrico descreve o valor da força elétrica que atua por unidade de carga, para as cargas colocadas no seu espaço de atuação.
O campo elétrico pode ter pelo menos quatro orientações diferentes de seu vetor devido aos sinais de interação entre as cargas, quando o campo é gerado por apenas uma carga, estes são: 
 
	Quando a carga de prova tem sinal negativo (q<0), os vetores força e campo elétrico têm mesma direção, mas sentidos opostos, e quando a carga de prova tem sinal positivo (q>0), ambos os vetores têm mesma direção e sentido
Já quando a carga geradora do campo tem sinal positivo (Q>0), o vetor campo elétrico tem sentido de afastamento das cargas e quando tem sinal negativo (Q<0), tem sentido de aproximação, sendo que isto não varia com a mudança do sinal das cargas de provas. 
 
Quando uma única partícula é responsável por gerar um campo elétrico, este é gerado em um espaço que a circunda, embora não esteja presente no ponto onde a partícula é encontrada.
 
Campo elétrico gerado por mais do que uma partícula eletrizada.
Quando duas ou mais cargas estão próximas o suficiente para que os campos gerados por cada uma se interfiram, é possível determinar um campo elétrico resultante em um ponto desta região.
Para isto, analisa-se isoladamente a influência de cada um dos campos gerados sobre um determinado ponto.
Por exemplo, imaginemos duas cargas postas arbitrariamente em um ponto A e outro B, com cargas e , respectivamente. Imaginemos também um ponto P sob a influência dos campos gerados pelas duas cargas simultaneamente.
O vetor do campo elétrico resultante será dado pela soma dos vetores e no ponto P, como ilustram os exemplos a seguir.
Como as duas cargas geradoras do campo têm sinal positivo, cada uma delas gera um campo divergente (de afastamento), logo o vetor resultante terá módulo igual à subtração entre os valores dos vetores e direção e sentido do maior valor absoluto.
Assim como no exemplo anterior, ambos os campos elétricos gerados são divergentes, mas como existe um ângulo formado entre eles, esta soma vetorial é calculada através de regra do paralelogramo, ou seja, traçando-se o vetor soma dos dois vetores, tendo assim o módulo direção e sentido do vetor campo elétrico resultante.
Como ambas as cargas que geram o campo tem sinais negativos, cada componente do vetor campo resultante é convergente, ou seja, tem sentido de aproximação. O módulo, a direção e o sentido deste vetor são calculados pela regra do paralelogramo, assim como ilustra a figura.
Neste exemplo, as cargas que geram o campo resultante têm sinais diferentes, então um dos vetores converge em relação à sua carga geradora () e outro diverge ().
Então podemos generalizar esta soma vetorial para qualquer número finito de partículas, de modo que:
 
Linhas de força
Estas linhas são a representação geométrica convencionada para indicar a presença de campos elétricos, sendo representadas por linhas  que tangenciam os vetores campo elétrico resultante em cada ponto, logo, jamais se cruzam. Por convenção, as linhas de força têm a mesma orientação do vetor campo elétrico, de modo que para campos gerados por cargas positivas as linhas de força são divergentes (sentido de afastamento)  e campos gerados por cargas elétricas negativas são representados por linhas de força convergentes (sentido de aproximação).
Quando se trabalha com cargas geradoras sem dimensões, as linhas de força são representadas radialmente, de modo que:
 
Densidade Superficial de cargas
Um corpo em equilíbrio eletrostático, ou seja, quando todos possíveis responsáveis por sua eletrização acomodam-se em sua superfície, pode ser caracterizado por sua densidade superficial média de cargas , que por definição é o resultado do quociente da carga elétrica Q, pela área de sua superfície A.
Sendo sua unidade adotada no SI o C/m².
Observe que para cargas negativas a densidade superficial média de cargas também é negativa, já que a área sempre é positiva.
Utiliza-se o termo médio já que dificilmente as cargas elétricas se distribuem uniformemente por toda a superfície de um corpo, de modo que é possível constatar que o módulo desta densidade é inversamente proporcional ao seu raio de curvatura, ou seja, em objetos pontiagudos eletrizados há maior concentração de carga em sua extremidade (ponta).
 
Campo Elétrico Uniforme (CEU) 
Dizemos que um campo elétrico é uniforme em uma região quando suas linhas de força são paralelas e igualmente espaçadas umas das outras, o que implica que seu vetor campo elétrico nesta região têm, em todos os pontos, mesma intensidade, direção