Tabela De Calor Especifico

TABELA 2.1 - CALORES ESPECÍFICOS DE SÓLIDOS

(entCalor específico é uma grandeza física intensiva que define a variação térmica de determinada substância ao receber determinada quantidade de calor. Também é chamado de capacidade térmica mássica. A unidade no SI é J/(kg.K) (joule por quilograma e por kelvin). Uma unidade usual bastante utilizada para calores específicos é cal/(g.ºC) (caloria por grama e por grau celsius).1

Em rigor há dois calores específicos distintos: o calor específico sob volume constante c_v e o calor específico sob pressão constante c_p . O calor específico a pressão constante é geralmente um pouco maior do que o calor específico a volume constante, sendo a afirmação verdadeira para materiais com coeficientes de dilatação volumétrico positivos. Em virtude do aumento de volume associado à dilatação térmica, parte da energia fornecida na forma de calor é usada para realizar trabalho contra o ambiente a pressão constante e não para aumentar a temperatura em si; o aumento de temperatura experimentado para um sistema à pressão constante é pois menor do que aquele que seria experimentado pelo mesmo sistema imposto o volume constante uma vez mantida a mesma transferência de energia na forma de calor. No caso do calor específico a volume constante, toda a energia recebida na forma de calor é utilizada para elevar a temperatura do sistema, o que faz com que c_v - em virtude de sua definição - seja um pouco menor. A diferença entre os dois é particularmente importante em gases; em sólidos e líquidos sujeitos a pequenas variações de volume frente às variações de temperatura, os valores dos dois na maioria das vezes se confundem por aproximação. Em análise teórica e de precisão, contudo, é importante a diferenciação dos dois.

Materiais com dilatação anômala, como a água entre 0ºC e 4ºC, não obedecem à regra anterior; nestes casos o calor específico a volume constante é então um pouco maior do que o calor específico a pressão constante.

Índice [esconder]

1 Formalismo

1.1 Calor específico molar

1.1.1 Calor específico molar a volume constante

1.1.2 Calor específico molar a pressão constante

1.2 Regra de Dulong-Petit

2 Determinação experimental do Calor Específico de uma Substância

3 Fatores que afetam o calor específico

3.1 Graus de liberdade

3.2 Massa Molar

3.3 As ligações de hidrogênio

3.4 Impurezas

4 Referências

5 Ver também

Formalismo[editar]

O calor específico (c\,\!) de uma substância pode ser definido a partir da capacidade térmica (C\,\!) de um corpo composto por ela como o quociente desta pela massa (m\,\!) desse corpo.2 Matematicamente,

c=\frac{C}{m}\,\!

A capacidade térmica, por sua vez, é definida como a razão entre calor recebido e variação de temperatura observada. Assim, o calor específico pode ser expresso como:

c=\frac{1}{m} \frac{\delta Q}{\delta T}

Por essa última relação, nota-se que o calor específico depende do processo pelo qual o calor é cedido à substância. Usando a primeira lei da termodinâmica, com p sendo a pressão, pode-se escrever:

c=\frac{1}{m} \frac{\mathrm{d} U + p \mathrm{d} V}{\mathrm{d} T}

Dois casos particulares são de maior importância. Um deles é o calor específico a volume constante, onde o termo representando o trabalho (p \mathrm{d} V) é nulo, e pela relação anterior

c_v=\frac{1}{m} \frac{\mathrm{d} U}{\mathrm{d} T}

O segundo caso é o calor específico a pressão constante. Nesse caso, a equação anterior resulta em

c_p = \frac{1}{m} \frac{\mathrm{d} \left(U + p V \right)}{\mathrm{d} T},

onde a nova função de estado H = U + p V é entalpia do sistema.3

A distinção entre esses dois calores específicos pode normalmente ser ignorada nas fases sólida e líquida, dado que essas substâncias normalmente sofrem uma variação de volume muito pequena. Gases, no entanto, apresentam grande expansão térmica, sendo sempre necessária a distinção entre ambos os calores específicos.

Calor específico molar[editar]

Em muitas circunstâncias a unidade mais conveniente para especificar a quantidade de uma substancia é o mol, definido como sendo uma quantidade de 6,02 x 1023 unidades elementares de qualquer substância. Assim, por exemplo um mol de alumínio significa 6,02 x 10^23 átomos de alumínio (o átomo é a unidade elementar), e 1 mol de óxido de alumínio significa 6,02 x 10^23 fórmulas moleculares do composto.

Nesses casos, quando a quantidade de substância é expressa em mols, utiliza-se o chamado calor específico molar. Este é expresso como sendo a capacidade térmica por mol, e não mais por massa unitária. De forma análoga com o calor específico por massa, o calor específico molar depende do processo ao qual a substância é submetida; define-se de mesma forma as quantidades a pressão constante e a volume constante.

Calor específico molar a volume constante[editar]

O calor específico molar a volume constante é definido como:

c_v =\frac {Q} {n \Delta T} =\frac {\Delta U} {n \Delta T}

Sendo que,

\Delta U= Q - W (primeira lei da termodinâmica) com o trabalho W=0 temos \Delta U=Q,por se tratar de um processo a volume constante.

onde:

Q é o calor absorvido ou cedido por uma amostra de n mols de um gás;

\Delta T é a variação de temperatura resultante;

\Delta U é a variação de energia interna.

Para um gás monoatômico ideal,

c_v=\frac {3}{2} R = 12,5 J/mol/K

Calor específico molar a pressão constante[editar]

O calor específico molar a pressão