Transferencia de calor

Calor Específico
O cociente da quantidade de energia (Q) fornecida por calor a um corpo pelo correspondente acréscimo de temperatura (∆t) é chamado capacidade térmica deste corpo: C=

Q
∆t

Para caracterizar não o corpo, mas a substância que o constitui, definimos o calor específico como a capacidade térmica por unidade de massa do corpo: c= 1Q m ∆t

Em palavras, o calor específico representa a quantidade de energia necessária para elevar de 1 oC a temperatura de 1 g da substância considerada. Por outro lado, embora o calor específico seja função da temperatura, nesse caderno vamos considerar apenas os casos em que ele permanece constante com a variação da temperatura. O calor específico varia grandemente de uma substância para outra. Contudo, se tomarmos amostras com o mesmo número de partículas, isso não acontece. Por isso, definimos, alternativamente, a capacidade térmica molar:
CM =

1Q n ∆t

em que n é o número de mols da substância que compõe o corpo. A tabela abaixo mostra calores específicos e capacidades térmicas molares para alguns metais.

Substância

c (cal / g oC)

CM (cal / mol oC)

Alumínio

0,215

5,82

Chumbo

0,031

6,40

Cobre

0,092

5,85

Ferro

0,112

6,26

Mercúrio

0,033

6,60

Prata

0,056

6,09

Exemplo
Vamos supor que misturamos 2 litros de água a 20 0C com 8 litros de água a
0

50 C.

Grupo de Ensino de Física da Universidade Federal de Santa Maria

O corpo A, de 8 litros de água, perde uma quantidade de energia QA enquanto o corpo B, de 2 litros de água, ganha a quantidade de energia QB. Pela definição de calor específico, podemos escrever:
Q A = − cm A ( t F − t A ) e QB = cmB ( tF − tB ) em que mA = 8 kg, tA = 50 oC, mB = 2 kg, tB = 20 oC, c representa o calor específico da água e tF, a temperatura Celsius da mistura no equilíbrio térmico.
Ao escrevermos as duas expressões acima, estamos usando a seguinte convenção de sinal: a energia que