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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 estiver recebendo calor, o valor será positivo (processo endotérmico). Isso ocorre na fusão e na vaporização. 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 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) Exercícios de Vestibular com Gabarito 1. (Unifor-CE) Um cubo de gelo de massa 100 g, inicialmente à temperatura de - 20 °C, é aquecido até se transformar em água a 40 °C (dados: calor específico do gelo 0,50 cal/g °C; calor específico da água 1,0 cal/g °C; calor de fusão do gelo 80 cal/g). As quantidades de calor sensível e de calor latente trocados nessa transformação, em calorias, foram, respectivamente: a) 8.000 e 5.000 b) 5.000 e 8.000 c) 5.000 e 5.000 d) 4.000 e 8.000 e) 1.000 e 4.000 Resposta: Alternativa b) 5.000 e 8.000 2. (UNIP-SP) O calor específico latente de fusão do gelo é de 80 cal/g. Para fundir uma massa de gelo de 80g, sem variação de temperatura, a quantidade de calor latente necessária é de: a) 1,0 cal b) 6,4 cal c) 1,0 kcal d) 64 kcal e) 6,4. 103cal Resposta: Alternativa e) 6,4. 103cal 3. (FUVEST) Dispõe-se de água a 80°C e gelo a 0°C. Deseja-se obter 100gramas de água a uma temperatura de 40°C (após o equilíbrio), misturando água e gelo em um recipiente isolante e com capacidade térmica desprezível. Sabe-se que o calor específico latente de fusão do gelo é 80 cal/g e o calor específico sensível da água é 1,0 cal/g°C. A massa de gelo a ser utilizada é: a) 5,0g b) 12,5g c) 25g d) 33g e) 50g Resposta: Alternativa c) 25g
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