Variação da temperatura

Capacidade térmica de um objeto


Todos os objetos, quando recebem a mesma quantidade de energia,sofrem a mesma variação de temperatura?

Em geral,a temperatura de um objeto aumenta quando ele recebe energia.Se,durante o mesmo intervalo de tempo,aquecemos dois recipientes iguais,um cheio de água,outro pela metade,sobre chama iguais,como variará a temperatura de cada um?

Quando dois recipientes iguais são aquecidos sobre chamas também iguais, o recipiente com mais água sofre menor variação de temperatura do que o outro com menos água. 

Para uma mesma quantidade de energia recebida,o recipiente com menor quantidade sofrerá maior variação de temperatura.ou seja,quantidades menores de água precisam de menor energia para que ocorra a mesma variação de temperatura.O mesmo acontece com o leite:um litro ferve mais rápido do que dois,quando aquecidos pela mesma fonte.

Essa análise também pode ser feita utilizando - se uma grandeza denominada capacidade térmica,que corresponde á quantidade de energia transferida,na forma de calor,necessária para provocar variação de uma unidade na temperatura.No caso dos recipiente com água,se um tivesse 1,0 kg de água e outro,0,50 kg, eles teriam capacidade térmicas diferentes.Isso significa que uma variação de 1,0 ºC pode ser obtida com uma quantidade de energia menor no recipiente com 0,50 kg de água do que naquele que contém 1,0 kg .

A capacidade térmica pode ser medida em J/ºC  ou em cal/ºC .A unidade de caloria (cal) ,apesar de muito utilizada, não Pertence ao sistema Internacional de unidades (SI).Ela corresponde á quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 14,5ºC para 15,5 ºC de 1 grama de água .Podemos converter calorias em joules (que é a unidade de energia no SI ),estabelecendo a seguinte relação:1,0 cal =4,2 j

Calor específico de uma substância 

Por que nos termômetros h´mercúrio e não água?

A capacidade térmica caracteriza a variação unitária de temperatura de um objeto,quando recebe ou perde energia na forma de calor.como 1,0 kg de água tem capacidade térmica diferente de 050 kg dessa mesma substância.Outra grandeza física, denominada calor específico também caracteriza a variação da temperatura das substâncias.

O quadro  fornece o valor do calor específico de alguns substâncias.

Calor específicos de algumas substâncias a pressão constante

Sustância	Calor específico ( cal/g ºC)
Água	1,00
Álcool	0,60
Aluminio	0,22
Carbono	0,12
Chumbo	0,031
Cobre	0,091
Ferro	0,11
Gelo	0,50
Latão	0,092
Madeira	0,42
Mercúrio	0,033
Ouro	0,032
Prata	0,056
Rochas	0,21
Vidro	0,16
Zinco	0,093

Compare o valor do calor específico do mercúrio e da água.Note que é necessário muito mais energia (cerca de 30 vez) para elevar em 1,0 ºC a temperatura a 1 g de água do que para fazer o mesmo com 1  g de mercúrio .Essa é uma das razões por que o mercúrio é o utilizado em termômetros:ele requer menos energia do que a água para varia 1 ºC. Além disso, a temperatura é medida pela variação do volume, e a dilatação do  mercúrio é mais regular que a da água.

O calor específico da água é maior que o das outras substâncias.Por esse motivo, ela é utilizada para a refrigeração de motores de automóveis.Além disse, a grande quantidade de energia necessária para a água variar sua temperatura ( tanto para aquecer como para esfriar) é um fator fundamental para a estabilidade climática de algumas regiões da terra. È por isso que as variações de temperatura entre o dia a noite nos desertos, são enormes (em torno de 70 ºC), enquanto em regiões com muita água são bem menores (em torno de 20 ºC).