- Primeiramente, o que cada incógnita significa.
Q = Calor
('Q' está se referindo a ''calor'')
C = Capacidade Térmica
('C' está se referindo à ''capacidade térmica'')
∆T = Variação de temperatura
('Delta T' está se referindo à ''variação da temperatura'')
- O calculo(a fórmula) usado para contas que usam o tema ''capacidade térmica'' é:
C = Q/∆T
Com essa fórmula podemos ter exatamente a descrição de ''O que é capacidade térmica na teoria?''
- Capacidade térmica é a quantidade de calor que um corpo necessita receber ou ceder para que sua temperatura varie uma unidade, ou seja, um grau. Analisando a fórmula, é a razão entre o quociente (de um corpo) entre a quantidade de calor (Q) recebida ou pedida por um corpo e a variação de temperatura.
Melhor falar em português né? Haha, brincadeira! Mas vamos colocar aqui outra definição mais simples e crua. Fica sempre mais fácil para entender.
Existe outra fórmula também, não tão popular como a que vimos aqui em cima. C = m * c
(m está se referindo à "massa"; c está se referindo à "calor específico")
Aqui está! O problema é que envolve o ''calor específico'', matéria que está sendo postada no blog de outro grupo. Isto é matéria que não deve ser encontrada aqui com tanta explicação.
- Por último e não menos importante, temos as unidades que usamos ao encontrar o coeficiente ''C'' (capacidade térmica) após um cálculo. Lembrando que a unidade é muito importante e uma vez que esquecida, pode prejudicar toda uma resposta.
Usada especificamente para a capacidade térmica temos:
cal = caloria; sendo assim, caloria por graus Celsius. Para Q (quantidade de calor), a unidade utilizada é a caloria (cal); para ∆T (variação de tempetura), usa-se graus Celsius (°C).
Para melhores explicações, daremos exemplos de aplicações destas fórmulas em exercícios:
1- Uma fonte térmica fornece calor à razão de 20 cal/min. Um corpo é aquecido nessa fonte durante meia hora e sua temperatura, então, sobe de 50°C para 130°C. Desprezando a perda de calor para o ambiente, determine qual a quantidade de calor recebida pelo corpo e qual sua capacidade térmica.
Neste exercício, a unidade utilizada cal/min, é potência (pot) de uma fonte térmica para liberar ou retirar calor de um corpo e não capacidade térmica, ou seja, a fórmula antes apresentada sobre capacidade, será utilizada depois da fórmula de potência.
A fórmula de potência é a razão entre energia (cal ou kJ) e tempo (s, min, h).
Energia = Calor (Q).
Para este exercício, fica assim:
20 = energia / 30
20 x 30 = energia
600 cal = energia
Então, substituímos na fórmula de capacidade:
C = 600 / 80
C = 7,5 cal/°C
A quantidade de calor recebida foi de 600cal, e a capacidade térmica deste corpo é de 7,5 cal/°C.
2- Um refrigerador retira calor à razão de 20cal/min. Um corpo de capacidade térmica 5cal/°C é colocado nesse refrigerador e nele permanece por 40 minutos, sendo retirado ao atingir a temperatura de 20°C. Determine:
a) a variação de temperatura sofrida pelo corpo;
b) a temperatura do corpo ao ser colocado no refrigerador.
a) Para a primeira letra, novamente precisamos calcular a potência para depois aplicarmos a fórmula de capacidade:
-20 = energia / 40
-800 = energia
A potência é negativa, por se tratar de um refrigerador, aparelho programado para para retirar calor dos corpos.
Agora sim substituiremos para a fórmula de capacidade:
5 = -800 / ∆T - 20
5(∆T - 20) = -800
∆T - 20 = -800 / 5
∆T = -140 °C
b) Para a segunda letra, somamos a variação com a temperatura inicial:
20 + 140 = 160 °C
