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Introdução ao conceito de calor, distinguindo-o dos conceitos de energia interna e de temperatura.
Explicação qualitativa da relação existente entre calor e temperatura de um sistema.
A aprendizagem neste tópico envolve o seguinte objectivo:
Os seguintes conhecimentos são essenciais para a compreensão deste tópico:
Calor, que normalmente se denota pela letra Q, é um conceito fundamental para a compreensão das transferências de energia entre sistemas termodinâmicos.
Calor
Energia transferida através da fronteira de um sistema, resultante da diferença de temperatura entre o sistema e os seus arredores.
Não é correcto falar em calor de um sistema. Apenas podemos falar em calor quando há energia transferida entre sistemas resultante da diferença de temperatura. O calor é, então, uma forma de se alterar a energia interna de um sistema.
É também importante reconhecer que a energia interna de um sistema pode mudar, sem que haja energia transferida por calor.
Por exemplo, quando um gás aprisionado dentro de um contentor cilíndrico é comprimido por um êmbolo móvel, a temperatura e a energia interna do gás aumentam embora não tenha necessariamente ocorrido transferência de energia, sob a forma de calor, entre o sistema e os arredores.
Neste exemplo, a mudança de temperatura do gás não aconteceu devido a uma diferença de temperatura entre o gás e os arredores, mas à expansão ou compressão do gás.
A unidade de energia transferida sob a forma de calor costuma designar-se por caloria (cal).
Caloria
Quantidade de energia transferida para um sistema, igual à energia necessária para aumentar a temperatura de 1 g de água de 14.5º C para 15.5º C.
Como o calor é uma grandeza que quantifica a energia transferida entre sistemas, é comum usar-se também a unidade SI (Sistema Internacional) de energia, que é o Joule. A equivalência entre caloria e Joule é 1 cal = 4.186 J, e foi obtida pelo físico inglês James Joule.
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