Calor Específico


O calor específico (c), também chamado de capacidade térmica mássica, é uma grandeza física que está relacionada com a quantidade de calor recebida e a sua variação térmica.

Dessa forma, ele determina a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 °C de 1g do elemento.

Fórmula

Para calcular o calor específico das substâncias utiliza-se a seguinte 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)

No Sistema Internacional (SI), o calor específico é medido em J/Kg.K (Joule por quilograma e por Kelvin). No entanto, é muito comum ser medido em cal/g.°C (caloria por grama e por grau Celsius).

1 cal = 4,186 J

Tabela de Calor Específico

Lembre-se que cada substância apresenta um calor específico. Confira abaixo uma tabela com 15 substâncias e os valores do calor específico de cada uma.

SubstânciaCalor Específico (cal/g.ºC)
Água1 cal/g.ºC
Álcool Etílico0,58 cal/g.ºC
Alumínio0,22 cal/g.ºC
Ar0,24 cal/g.ºC
Areia0,2 cal/g.ºC
Carbono0,12 cal/g.ºC
Chumbo0,03 cal/g.ºC
Cobre0,09 cal/g.ºC
Ferro0,11 cal/g.ºC
Gelo0,50 cal/g.ºC
Hidrogênio3,4 cal/g.ºC
Madeira0,42 cal/g.ºC
Nitrogênio0,25 cal/g.ºC
Oxigênio0,22 cal/g.ºC
Vidro0,16 cal/g.ºC

Calor Específico Molar

O calor específico molar, também chamado de capacidade calorífica molar, é determinado pela relação entre a capacidade térmica e o número de mols presentes.

Assim, quando a capacidade calorífica de uma substância é dada para um mol dessa substância, ela passa a designar-se calor específico molar.

Leia também: Número de Mol e Massa Molar.

Calor Específico e Capacidade Térmica

Outro conceito que está relacionado com o calor específico é o de capacidade térmica (C).

Essa grandeza física é determinada pela quantidade de calor presente num corpo em relação a variação de temperatura sofrida por ele.

Ela pode ser calculada pela seguinte fórmula:

C = Q/Δθ ou C = m.c

Onde,

C: capacidade térmica (cal/°C ou J/K)
Q: quantidade de calor (cal ou J)
Δθ: variação de temperatura (°C ou K)
m: massa (g ou Kg)
c: calor específico (cal/g°C ou J/Kg.K)

Calor Latente e Calor Sensível

Além do calor específico, existem outras formas de calor, das quais se destacam:

Calor Latente (L): corresponde a quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo. Nesse caso, sua temperatura permanece a mesma, enquanto seu estado físico se modifica.

No Sistema Internacional (SI), o calor latente é medido em J/Kg (Joule por quilograma), entretanto, pode ser medido em cal/g (caloria por grama). Ele é calculado pela seguinte 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)

Obs: diferente do calor específico, o latente não depende da temperatura. Isso porque quando ocorre as mudanças de estado, a temperatura não varia. Por exemplo, um cubo de gelo derretendo, a temperatura da água em estado sólido e líquido é a mesma.

Calor Sensível: corresponde a variação de temperatura de um corpo, por exemplo, quando aquecemos uma barra de metal. Nessa experiência, a temperatura do metal aumenta, no entanto, seu estado físico (sólido) não se altera.

Ele é calculado pela 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)

Leia também:

Exercícios de Vestibular com Gabarito

1. (Mackenzie) Em uma manhã de céu azul, um banhista na praia observa que a areia está muito quente e a água do mar está muito fria. À noite, esse mesmo banhista observa que a areia da praia está fira e a água do mar está morna. O fenômeno observado deve-se ao fato de que:

a) a densidade da água do mar é menor que a da areia.
b) o calor específico da areia é menor que o calor específico da água.
c) o coeficiente de dilatação térmica da água é maior que o coeficiente de dilatação térmica da areia.
d) o calor contido na areia, à noite, propaga-se para a água do mar.
e) a agitação da água do mar retarda seu resfriamento.

Alternativa b

2. (UFPR) Para aquecer 500 g de certa substância de 20 ºC para 70 ºC, foram necessárias 4 000 calorias. A capacidade térmica e o calor específico valem respectivamente:

a) 8 cal/ ºC e 0,08 cal/g .ºC
b) 80 cal/ ºC e 0,16 cal/g. ºC
c) 90 cal/ ºC e 0,09 cal/g. ºC
d) 95 cal/ ºC e 0,15 cal/g. ºC
e) 120 cal/ ºC e 0,12 cal/g. ºC

Alternativa b

3. (UFU) 240 g de água (calor específico igual a 1 cal/g°C) são aquecidos pela absorção de 200 W de potência na forma de calor. Considerando 1 cal = 4 J, o intervalo de tempo necessário para essa quantidade de água variar sua temperatura em 50 °C será de?

a) 1 min
b) 3 min
c) 2 min
d) 4 min

Alternativa d