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Calculadora de Calor Específico

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Como calcular o calor específicoFórmula do calor específicoValores típicos de calor específicoPerguntas frequentes

Essa calculadora de calor específico é uma ferramenta que determina a capacidade térmica de uma amostra aquecida ou resfriada. Se você quiser aprender mais sobre esse tópico, acesse também a calculadora de capacidade térmica 🇺🇸 da Omni. Calor específico é a quantidade de energia térmica que você precisa fornecer a uma amostra que possui 1 kg de massa para aumentar sua temperatura em 1 K. Continue lendo para saber como aplicar corretamente a fórmula da capacidade térmica para obter um resultado válido.

💡 Essa calculadora funciona de várias maneiras, portanto, você também pode usá-la, por exemplo, para calcular o calor necessário para alterar uma dada temperatura (se você souber o calor específico). Para encontrar o calor específico de um experimento complexo, a calculadora de calorimetria 🇺🇸 da Omni pode tornar os cálculos muito mais rápidos.

Prefere assistir um vídeo ao invés de ler? Aprenda tudo o que você precisa em 90 segundos com este vídeo que fizemos especialmente para você:

Como calcular o calor específico

  1. Determine se você deseja aquecer a amostra (fornecer alguma energia térmica) ou resfriá-la (retirar alguma energia térmica).

  2. Insira a quantidade de energia fornecida como um valor positivo. Se você quiser resfriar a amostra, insira a energia como um valor negativo. Por exemplo, digamos que você queira reduzir a energia térmica da amostra em 63.000 joules. Então, Q=63.000 JQ = -63.000 \ \text{J}.

  3. Informe a diferença de temperatura entre o estado inicial e o final da amostra. Se a amostra for resfriada, a diferença será negativa e, se for aquecida, será positiva. Digamos que você queira resfriar a amostra em 3 graus Kelvin. Então ΔT=3 K\Delta T = -3 \ \text{K}. Você também pode selecionar a caixa "Exibir temperatura inicial e final" para inserir as temperaturas iniciais e finais manualmente.

  4. Determine a massa da amostra. Vamos supor que você tenha m=5 kgm = 5 \ \text{kg}.

  5. Calcule o calor específico a partir de c=Qm×ΔTc = \frac{Q}{m \times \Delta T}. Em nosso exemplo, ele será igual a

    c=63.000 J5 kg  (3 K)=4.200 JkgKc = \mathrm{\frac{-63.000 \ J}{5 \ kg \ \cdot \ (-3 \ K)}} = \mathrm{4.200 \ \frac{J}{kg \cdot K}}
    Essa é a capacidade térmica típica da água.

Fórmula do calor específico

A fórmula do calor específico é a seguinte:

c=Qm×ΔTc = \frac{Q}{m \times \Delta T}

onde QQ é a quantidade de calor fornecida ou subtraída (em joules), mm é a massa da amostra e ΔT\Delta T é a diferença entre as temperaturas inicial e final. A capacidade térmica é medida em J/(kg·K).

Valores típicos de calor específico

Você não precisa usar a calculadora de calor específico para a maioria das substâncias comuns. Os valores de calor específico para algumas das substâncias mais populares estão listados abaixo.

  • gelo: 2.100 JkgK\mathrm{2.100 \ \frac{J}{kg \cdot K}}
  • água: 4.200 JkgK\mathrm{4.200 \ \frac{J}{kg \cdot K}}
  • vapor de água: 2.000 JkgK\mathrm{2.000 \ \frac{J}{kg \cdot K}}
  • basalto: 840 JkgK\mathrm{840 \ \frac{J}{kg \cdot K}}
  • granito: 790 JkgK\mathrm{790 \ \frac{J}{kg \cdot K}}
  • alumínio: 890 JkgK\mathrm{890 \ \frac{J}{kg \cdot K}}
  • ferro: 450 JkgK\mathrm{450 \ \frac{J}{kg \cdot K}}
  • cobre: 380 JkgK\mathrm{380 \ \frac{J}{kg \cdot K}}
  • chumbo: 130 JkgK\mathrm{130 \ \frac{J}{kg \cdot K}}

Com essas informações, você também pode calcular a quantidade de energia que precisa fornecer a uma amostra para aumentar ou diminuir sua temperatura. Por exemplo, você pode verificar a quantidade de calor necessária para ferver uma panela de água para cozinhar macarrão. Ou você pode usar a calculadora de aquecimento de água da Omni para facilitar o seu dia a dia, onde todas essas informações já foram levadas em conta para você.

Gostaria de saber o que essa energia realmente significa? A Omni também dispõe de outras ferramentas: a calculadora de energia potencial, onde você pode verificar a que altura você elevaria a amostra com essa quantidade de energia; e a calculadora de energia cinética, na qual você consegue verificar a velocidade com que a amostra poderia se mover.

Perguntas frequentes

Como calcular o calor específico?

  1. Encontre a temperatura inicial e final, bem como a massa da amostra e a energia fornecida.
  2. Subtraia a temperatura final e a inicial para obter a variação de temperatura (ΔT).
  3. Multiplique a variação de temperatura pela massa da amostra.
  4. Divida o calor fornecido (energia) pelo produto calculado na terceira etapa.
  5. A fórmula é c = Q / (ΔT × m).

O que é calor específico a volume constante?

O calor específico a volume constante é o calor ou a energia necessária para alterar uma unidade de massa de uma amostra de volume constante em 1 °C. A fórmula é Cv = Q / (ΔT × m).

Qual é a fórmula do calor específico?

A fórmula do calor específico, c, de uma substância com massa m, é c = Q /(m × ΔT). Onde Q é a energia adicionada e ΔT é a mudança de temperatura. A capacidade térmica específica durante diferentes processos, como volume constante, Cv e pressão constante, Cp, estão relacionadas entre si pelo coeficiente de expansão adiabática, ɣ= Cp/Cv, ou pela constante universal dos gases R = Cp - Cv.

Quais são as unidades do calor específico?

A capacidade térmica específica é medida em J/(kg⋅K) ou J/(kg⋅°C), pois ela é definida como o calor ou a energia necessária durante um processo a volume constante para alterar a temperatura de uma amostra de massa unitária em 1 K ou 1 °C.

Qual é o valor do calor específico da água?

O calor específico da água é 4.181,3 J/(kg⋅K) ou 1 cal/(g⋅°C), sendo esta a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 kg de água em 1 Kelvin.

Quais são as unidades em SI do calor específico?

O calor específico é medido em J/(kg⋅K) em unidades SI em e em BTU/(lb⋅°F) em unidades imperiais.

Qual é o calor específico do cobre?

O calor específico do cobre a pressão constante é 385 J/(kg⋅°C). Você pode usar esse valor para estimar a energia necessária para aquecer 100 g de cobre em 5 °C, ou seja, Q = m × Cp × ΔT = 0,1 ⋅ 385 ⋅ 5 = 192,5 J.

Qual é o calor específico do alumínio?

O calor específico do alumínio a pressão constante é 897 J/(kg⋅°C). Esse valor é quase 2,3 vezes maior que o calor específico do cobre. Você pode usar esse valor para estimar a energia necessária para aquecer 500 g de alumínio em 5 °C, ou seja, Q = m × Cp × ΔT = 0,5 ⋅ 897 ⋅ 5 = 2.242,5 J.

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