Fundamentos de Física 9ª Edição Vol 2 - Halliday 2 ED 9 (em cores)

ou seja, o joul~. ~ caloria é ~oje definida como igual a 4, 1868 J (exatamente), sem
qualquer referencia ao aquec1~ento da água. [A "caloria" usada pelos nutricionistas,
às v~zes chamada_d~ Cal~i1a (Cal), é equivalente a uma quilocaloria (1 kcal).]
As relaçoes entre as varias unidades de calor são as seguintes:
1 cal= 3,968 X 10- 3 Btu = 4.1868 J. (18-12)
18-8 A Absorção de Calor por Sólidos e Líquidos
Capacidade Térmica
A capacidad~ térmica ~ de um objeto é a constante de proporcionalidade entre o
calor _Q recebido ou cedido pelo objeto e a variação de temperatura 11T do objeto,
ou seJa,
PARTE 2
TEMPERATURA, CALOR E A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA 193
(18-13)
em que T; e ~são as temperaturas inicial e final do objeto, respectivamente. A capacidade
térmica C é medida em unidades de energia por grau ou energia por kelvin. A
capacidade térmica C de uma pedra de mármore, por exemplo, pode ser 179 cal/Cº,
que também podemos escrever como 179 cal/K ou como 749 J/K.
A palavra "capacidade" neste contexto pode ser enganadora, pois sugere uma
analogia com a capacidade que um balde possui de conter uma certa quantidade de
água. A analogia é falsa; você não deve pensar que um objeto "contém" calor ou
,
possui uma capacidade limitada de absorver calor. E possível transferir uma quantidade
ilimitada , de calor para um objeto, contanto que uma diferença de temperatura
seja mantida. E claro, porém, que o objeto pode fundir ou evaporar no processo.
Calor Específico
Dois objetos feitos do mesmo material (mármore, digamos) têm uma capacidade
térmica que é proporcional à sua massa. Assim, é conveniente definir a "capacidade
térmica por unidade de massa", ou calor específico e, que se refere, não a um
objeto, mas a uma massa unitária do material de que é feito o objeto. Nesse caso, a
Eq. 18-13 se toma
(18-14)
Experimentalmente, podemos observar que a capacidade térmica de um~ certa
pedra de mármore é 179 cal/Cº (ou 749 J/K), mas o calor específico do marmore
(nessa pedra ou em qualquer outro objeto feito de mármore) é 0,21 cal/g · Cº (ou
880 J/kg · K). , , ,
De acordo com as definições de caloria e Btu, o calor especifico da agua e
e= 1 cal/g. Cº = 1 Btu/lb · Fº = 4186,8 J/kg · K. (18-15)
A Tabela 18-3 mostra O calor específico de algumas substâncias à temperatura,ambiente.
Note que O calor específico da água é o maior da tabela. O calor especifico
de qualquer substância varia um pouco com a temperatura, mas os valo:e~ da Tabela
J 8-3 podem ser usados com precisão razoável em temperaturas prox1mas da
temperatura ambiente.
Calor Específico Molar
Ein muitas circunstâncias, a unidade mais conveniente para especificar a quantidade
de u1na substánc1a é o 1nol, definido da seguinte for1na:
1 1nol = 6,02 X 10 2 - 1 unidades elen1entares
de 1 11u1/qu er sub~tância. A s'>Ítn J 11101 de alun1ín10 -.igni11ca 6,02 X l O~' átoinos Je
AI (u ,Ílon10 é a unidade clcmc~l.ir) e J inol c.ll' óxido de .1lun11nio significa 6.0~ "
TESTE 3
U,na certa quantidade de calor Q aquece
1 g de tuna substância A de 3Cº e
~
1 g de tuna substância B de 4Cº. Qual
das duas substâncias te1n o 1naior calor
l'specifico ')