Calor latente e calor sensível são tipos de calor diretamente proporcionais à quantidade de calor recebida ou cedida pelo corpo ou por um fluido. O calor sensível ocorre em situações de mudança de temperatura e o calor latente ocorre em situações de mudança de estado físico.
Leia também: Afinal, o que é calor?
Resumo sobre calor latente e sobre calor sensível
- Calor latente e calor sensível são dois tipos de calor.
- No calor sensível, temos alteração da temperatura no corpo.
- No calor latente, temos alteração de estado físico no corpo.
- O calor latente pode ser calculado pela razão entre a quantidade de calor e a massa do corpo.
- O calor sensível pode ser calculado pela razão entre a quantidade de calor e o produto da massa do corpo pela variação de temperatura sofrida.
Qual a diferença entre calor latente e calor sensível?
O calor latente e o calor sensível são tipos de calor com características bem distintas. Temos calor sensível quando um corpo sofre uma variação de temperatura sem mudança de estado físico, e temos calor latente quando um corpo muda seu estado físico sem variar a sua temperatura.
O que é calor latente e calor sensível?
→ Calor latente
O calor latente é uma propriedade dos corpos e fluidos que indica quanto de calor eles precisam para mudar o seu estado de agregação da matéria (sólido, líquido ou gasoso).
O calor latente também é diretamente proporcional à quantidade de calor recebida ou cedida pelo corpo ou por uma substância, o que significa que materiais com maiores valores de calor latente precisam de maiores quantidades de calor para mudarem de estado físico.
Para saber mais sobre calor latente, clique aqui.
→ Calor sensível
O calor sensível, ou calor específico, é uma propriedade dos corpos e fluidos que indica quanto de calor eles precisam para mudar a sua temperatura.
O calor sensível é diretamente proporcional à quantidade de calor recebida ou cedida pelo corpo ou por uma substância, o que significa que materiais com maiores valores de calor sensível precisam de maiores quantidades de calor para alterarem a sua temperatura.
Para saber mais sobre calor sensível, clique aqui.
Fórmulas do calor latente e calor sensível
→ Calor latente
Q = m ∙ L
- Q → quantidade de calor, medida em Joule [J] ou calorias [cal].
- m → massa, medida em quilograma [kg] ou gramas [g].
- L → calor latente, medido em [J/kg] ou [cal/g].
→ Calor sensível
Q = m ∙ c ∙ ∆T = m ∙ c ∙ (Tf - Ti)
- Q → quantidade de calor, medida em Joule [J] ou calorias [cal].
- m → massa, medida em quilograma [kg] ou gramas [g].
- c → calor específico ou sensível, medido em [J/(kg ∙ K)] ou [cal/g ∙ °C].
- ∆T → variação de temperatura, medida em Kelvin [K] ou Celsius [°C].
- Tf → temperatura final, medida em Kelvin [K] ou Celsius [°C].
- Ti → temperatura inicial, medida em Kelvin [K] ou Celsius [°C].
→ Calor e potência térmica
Q = Pott ∙ ∆t
- Q → quantidade de calor, medida em Joule [J] ou calorias [cal].
- Pott → potência térmica, medida em Watt [W] ou calorias por segundo [cal/s].
- ∆t → variação de tempo, medida em segundos [s].
Como calcular calor latente e calor sensível?
→ Como calcular calor latente?
Calculamos o calor latente por meio da sua fórmula, que também pode calcular a quantidade de calor e a massa. Pensando nisso, selecionamos o exemplo abaixo de como calcular o calor latente.
- Exemplo:
Calcule o calor latente de uma substância de 0,5 kg que passa do estado líquido para o sólido quando cede uma quantidade de calor de 200 J para o meio.
Resolução:
Calcularemos o calor latente por meio da sua fórmula:
\(L = \frac{2000}{0,5} \)
→ Como calcular calor sensível?
Calculamos o calor senssível por meio da sua fórmula, que também pode calcular a quantidade de calor, a massa e a variação de temperatura. Pensando nisso, selecionamos o exemplo abaixo de como calcular o calor sensível.
- Exemplo:
Calcule o calor sensível de uma esfera de 10 kg que tem sua temperatura variada de 2 ºC para 52 ºC, sabendo que ela recebeu 3000 J de calor.
Resolução:
Primeiramente, converteremos a temperatura da escala Celsius para a escala Kelvin:
2 °C = 275 K
52 °C = 325 K
Calcularemos o calor sensível por meio da sua fórmula:
\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T \)
\(Q = m \cdot c \cdot (T_f - T_i) \)
\(3000 = 10 \cdot c \cdot (325 - 275) \)
\(c = \frac{3000}{500} \)
Exercícios resolvidos sobre calor latente e sobre calor sensível
Questão 1
(Uerj - Adaptada) Em um laboratório, um corpo com massa de 30g inicialmente em sua temperatura de fusão, é aquecido durante 140 s por uma fonte térmica de potência constante igual a 15 cal/s. Com o aquecimento, o corpo passa completamente do estado sólido para o estado líquido, mantendo sua temperatura constante.
Admitindo que toda a energia liberada pela fonte térmica seja integralmente absorvida pelo corpo, calcule, em cal/g o seu calor latente de fusão.
A) 60 cal/g
B) 70 cal/g
C) 80 cal/g
D) 90 cal/g
E) 100 cal/g
Resolução:
Alternativa B.
Primeiramente, calcularemos a quantidade de calor por meio da fórmula que a relaciona à potência térmica e ao tempo:
Por fim, calcularemos o calor latente de fusão por meio da sua fórmula:
\(L = \frac{2100}{30} \)
Questão 2
(PUC) Um líquido é aquecido através de uma fonte térmica que provê 50 cal por minuto. Observa-se que 200 g desse líquido se aquecem de 20,0 °C em 20 min. Qual é o calor específico do líquido, medido em cal/(g⋅°C)?
A) 0,0125
B) 0,25
C) 5,0
D) 2,5
E) 4,0
Resolução:
Alternativa B.
Primeiramente, calcularemos a quantidade de calor em 20 minutos por meio de uma regra de três simples:
50 calorias/minutos −−− 1 minuto
Q calorias −−− 20 minutos
Por fim, calcularemos o calor específico por meio da sua fórmula:
\(1000 = 200 \cdot c \cdot 20 \)
\(c = \frac{1000}{4000} \)
Fontes
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (vol. 2). 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016.
NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (vol. 2). Editora Blucher, 2015.