Calorimetria

A calorimetria é a vertente de estudos da física que pesquisa e decifra os fenômenos relacionados a calor e temperatura. Nesta ciência, o calor corresponderá às trocas de energia entre corpos específicos. Já a temperatura abrangerá uma grandeza que está diretamente associada ao frenesi das moléculas existente nos corpos.

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Num determinado sistema isolado, o calor será transferido constantemente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. O objetivo desta troca constante de temperaturas é a busca pelo equilíbrio a ser atingido. Antes, porém, de determinar e delimitar de forma mais aprofundada as sentenças que englobam a calorimetria, é necessário definir conceitos.

Para entender melhor os conceitos de calorimentra é primordial entender a sua base: o calor. Ele será o condutor do resumo em questão. Assim, ao longo do texto, entendermos os conceitos propostos por esta vertente da física.

Calor

O conceito de calor vigora a troca de energia entre específicos corpos. A energia proveniente das moléculas (temperatura) sempre irá transferir-se do corpo mais quente para o mais frio. O objetivo, como já fora ressaltado anteriormente, é que ambos os corpos atinjam o denominado equilíbrio térmico (temperaturas iguais).

É importante observar que essa troca de calor ocorre pelo chamado contato térmico. Na diferença de temperaturas existentes, o que apresenta maior temperatura, apresentará maior energia cinética. Da mesma forma, o corpo com menor temperatura possuirá menor energia cinética. Desta maneira, resumidamente, é importante compreender que a energia calorífica consiste numa variável transitória entre corpos.

As formas de propagação de calor dentro da calorimetria

Uma transferência de calor pode ocorrer de três formas diferentes: por condução, por convecção ou ainda por irradiação.

Por condução

Durante a condução térmica, esse tipo de propagação aumentará significativamente a temperatura de um corpo. A energia cinética, consequentemente, irá aumentar por intermédio do agito de moléculas.

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Por convecção

Esse tipo de propagação ocorrerá a partir da transferência de calor ocorrido através de convecção entre líquidos e gases. Assim, a temperatura será gradativa, sobretudo em ambientes fechados de interação entre dois dos três estados da matéria.

Por irradiação

Ocorrendo por meio da transferência de ondas eletromagnéticas, há uma transferência de calor sem necessidade de contato entre corpos. Um exemplo prático é a irradiação do Sol sobre a Terra.

Temperatura

A temperatura, dentro da calorimetria, é uma grandeza que está diretamente relacionada à agitação das moléculas. Dessa forma, quanto mais quente for um corpo, maior será a agitação destas moléculas. Em contrapartida, um corpo com menor temperatura apresentará pouca agitação, consequentemente, menor energia cinética.

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No Sistema Internacional de Unidades (SI), a temperatura pode ser medida em Kelvin (K), Fahrenheit (ºF) e Celsius (ºC). Por meio disso, para o cálculo da temperatura corporal nas seguintes escalas, teremos:

Tc/5 = Tf – 32/9

Tk = Tc + 273

Onde:

• Tc: temperatura Celsius
• Tf: temperatura Fahrenheit
• Tk: temperatura Kelvin

Cálculos de calorimetria

Calor Latente

O calor latente é designado para definir a quantidade de calor recebido ou cedido por um corpo. Assim, enquanto a temperatura se mantém estável, seu estado físico acaba se modificando. No SI, o L é especificado em J/Kg (Joule/Quilo). É definido na fórmula:

Q = m.L

Onde:

• Q: quantidade de calor
• m: massa
• L: calor latente

Calor Específico

O calor específico está intimamente relacionado com a variação de substância corporal. Dessa forma, o material que forma o corpo ditará sua temperatura em questão. No SI, o C é medido em J/Kg,K (Joule/Quilograma.Kelvin). De modo a se definir na fórmula:

C = Q/m. Δθ

Onde:

• Q: quantidade de calor
• m: massa
• Δθ: variação de temperatura

Calor Sensível

O calor sensível corresponderá a variável de temperatura de um específico corpo. No SI, é medido em J/K (Joule/Kelvin). A fórmula a definir:

Q = m.c.Δθ

Onde:

• Q: quantidade de calor
• m: massa
• c: calor específico
• Δθ: variação de temperatura

Capacidade Térmica

A capacidade térmica é a quantidade de calor que um corpo comparada à variação de temperatura a qual sofre. Diferentemente do calor específico, a capacidade térmica não só dependerá da substância, mas também da massa do corpo. No SI, a C é medida em J/K (Joule/Kelvin). Sua fórmula será expressa da seguinte forma:

C = Q/Δθ ou C = m.c

Onde:

• C: capacidade térmica
• Q: quantidade de calor
• Δθ: variação de temperatura
• m: massa
• c: calor específico

Referências