A capacidade térmica (ou capacidade calorífica) é a quantidade de calor que um corpo fornece ou absorve para que a sua temperatura altere em 1 ºC. Ele pode ser calculado pelo produto entre o calor específico do corpo e a sua massa; ou pelo quociente entre a quantidade de calor de um corpo e a variação de temperatura sofrida.
Leia também: O que é a energia térmica?
Resumo sobre capacidade térmica
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A capacidade térmica é uma propriedade do corpo que muda com a sua massa.
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É calculada pelo produto entre o calor específico e a massa de um corpo.
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É calculada pelo quociente entre a quantidade de calor e a variação da temperatura de um corpo.
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A unidade de medida da capacidade térmica é Joule por Kelvin ou calorias por graus Celsius.
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O calor específico é uma propriedade da substância ou do material que não muda com a massa do corpo.
O que é a capacidade térmica?
Também chamada de capacidade calorífica, a capacidade térmica é uma propriedade do corpo que indica o quanto de calor doa ou recebe para que a sua temperatura varie em 1 ºC. Ela é diretamente proporcional ao calor específico e à massa de um corpo, de tal forma que corpos com altos calores específicos ou grandes massas têm elevada capacidade térmica.
Fórmulas da capacidade térmica
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→ capacidade térmica, medida em Joule por Kelvin ou em calorias por graus Celsius . -
→ calor específico, medido em ou . -
→ massa, medida em quilograma ou gramas .
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→ capacidade térmica, medida em Joule por Kelvin ou em calorias por graus Celsius . -
→ quantidade de calor, medida em Joule ou calorias . -
→ variação de temperatura, medida em Kelvin ou Celsius .
Em que o calor específico é calculado pela fórmula:
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→ calor específico, medido em ou . -
→ quantidade de calor, medida em Joule ou calorias . -
→ massa, medida em quilograma ou gramas . -
→ variação de temperatura, medida em Kelvin ou Celsius .
Exemplo 1:
Calcule a capacidade térmica de um corpo de 0,8 kg, sabendo que o seu calor específico é
Resolução:
Calcularemos capacidade térmica por meio da sua fórmula, que a relaciona ao calor específio e à massa do corpo:
A capacidade térmica desse corpo é de 80 J/K.
Exemplo 2:
Determine a capacidade térmica de um corpo que recebeu 2000 J quando variou a sua temperatura de 273 K para 373 K.
Resolução:
Calcularemos a capacidade térmica por meio da sua fórmula, que a relaciona à quantidade de calor e à variação de temperatura:
Unidades de medida da capacidade térmica
De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (S.I), a unidade de medida da capacidade térmica é o Joule por Kelvin; mas ela também pode ser medida em calorias por graus Celsius. Para converter a unidade de medida de Joule por Kelvin para calorias por graus Celsius, é necessário dividir a capacidade térmica em Joule por Kelvin por 4,184, por exemplo:
Para converter a unidade de medida de calorias por graus Celsius para Joule por Kelvin, é necessário multiplicar a capacidade térmica em calorias por graus Celsius por 4,184, por exemplo:
Capacidade térmica e calor específico
A capacidade térmica e o calor específico são grandezas físicas diretamente proporcionais. Enquanto a capacidade térmica depende do calor específico da substância e da massa do corpo, o calor específico não depende da massa do corpo.
A capacidade térmica é calculada principalmente pela seguinte fórmula:
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→ capacidade térmica, medida em Joule por Kelvin ou em calorias por graus Celsius . -
→ calor específico, medido em ou . -
→ massa, medida em quilograma ou gramas .
O calor específico é calculado principalmente pela seguinte fórmula:
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→ calor específico, medido em ou . -
→ capacidade térmica, medida em ou . -
→ massa, medida em quilograma ou gramas .
Para saber mais sobre o calor específico, clique aqui.
Mapa mental sobre capacidade térmica
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Exercícios resolvidos sobre capacidade térmica
Questão 1
(UFPR) Para aquecer
A) 8 cal/ ºC e 0,08
B) 80 cal/ ºC e 0,16
C) 90 cal/ ºC e 0,09
D) 95 cal/ ºC e 0,15
E) 120 cal/ ºC e 0,12
Resolução:
Alternativa B
Primeiramente, calcularemos a capacidade térmica por meio da sua fórmula:
Por fim, calcularemos o calor específico por meio da sua fórmula:
Questão 2
(UEA) Define-se a capacidade térmica de um corpo (C) como a razão entre a quantidade de calor que ele recebe (Q) e a correspondente variação de temperatura ocorrida (ΔT):
Se um corpo de capacidade térmica igual a 25 cal/ºC recebe calor de uma fonte durante 20 minutos, com taxa constante de 50 cal/min, ele sofre uma variação de temperatura, em ºC, igual a
A) 10,0.
B) 40,0.
C) 50,0.
D) 62,5.
E) 84,5.
Resolução:
Alternativa B
Primeiramente, calcularemos a quantidade de calor com base nas informações fornecidas pelo enunciado:
Por fim, calcularemos a variação da temperatura por meio da fórmula da capacidade térmica:
Fontes
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (vol. 2). 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016.
Mapa mental sobre capacidade térmica, criado por Me. Rafael Helerbrock.
NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (vol. 2). Editora Blucher, 2015.