Física - Semana 22 a 26 de junho - Professora Fabiana - 2ºTA

CALOR LATENTE (L):

Imagine a seguinte situação: você precisa de água quente na maior temperatura possível para fazer uma determinada tarefa. Para tal, você coloca a água na chaleira e a põe sobre a chama do fogão para ser aquecida. Após um determinado tempo, você percebe que a água já está fervendo. Se a chaleira com água permanecer sobre a chama mais tempo, a água irá aumentar ainda mais a sua Temperatura?

A resposta correta é: Não! Isso acontece devido ao fato de que, sob pressão normal, a maior Temperatura que a água pode atingir em seu estado líquido é de 100ºC. Acima desse valor, a água começa a mudar de Estado Físico, passando do Estado Líquido para o Estado Gasoso.

No exemplo citado, se mantivermos a chaleira sobre a chama do fogão, a Temperatura da água não passará dos 100ºC. O que ocorrerá é que a Energia Térmica (Calor) fornecida pela chama à água será utilizada pela água para mudar de Estado Físico, passando do Estado Líquido para o Estado Gasoso. Quanto mais tempo a água ficar sobre a chama do fogão, mais rapidamente ocorrerá a passagem do Estado Líquido para o Estado Gasoso. Com base no exposto, podemos definir Calor Latente como sendo a quantidade de Calor cedida ou recebida por uma substância que lhe proporcionará uma mudança de Estado Físico, sem que ocorra uma variação de temperatura. Matematicamente, podemos escrever:

Q = m. L,

onde: Q = Quantidade de calor recebida (ou cedida) pela substância (cal).

m = massa do corpo (g);

L = Calor Latente da mudança de fase que está ocorrendo (cal/g).

Na maioria das vezes, a substância envolvida nas transformações será a água, pois ela é uma substância de fácil acesso e de grande utilização. Assim, apresentamos valores de Calor Latente, conforme a mudança de estado físico da água:

Sólido para Líquido → Fusão → LF = 80 cal/g

Líquido para Gasoso → Vaporização → LV = 540 cal/g

Líquido para Sólido → Solidificação → LS = - 80 cal/g

Gasoso para Líquido → Liquefação → LL = -540 cal/g

Para entender mais sobre trocas de calor assista:

https://www.youtube.com/watch?v=1V6D7HCi-Fs




Exemplos exercícios resolvidos

Exemplo1) Um bloco de gelo de massa 50 gramas encontra-se a -20ºC. Determine a quantidade de calor

que se deve fornecer a esse bloco para que ele se transforme totalmente em gelo a 0ºC.

Dados:

m gelo = 50g GELO a - 20ºC → GELO a 0ºC

Ti = -20ºC NÃO muda de fase → Calor Sensível → Q = m.c.((Tf – Ti )

TF = 0ºC Q = m. c. (Tf – Ti ) Q = 50. (0,5).(20)

calor sensível gelo = 0,5 cal/g.ºC

Q = 50 . (0,5).[0 – (-20)]

Q = 500 cal → Energia que se deve fornecer ao bloco de gelo!

Exemplo2) Um corpo de massa 6g em estado sólido, é aquecido até o ponto de fusão. Sabendo que o calor latente do corpo é de 35 cal/g, determine a quantidade de calor recebida pelo corpo.

Q = m.L

Q = 6. 35

Q = 210 cal

Exemplo3) Inicialmente em estado líquido, um corpo com massa igual a 40g, é resfriado e alcança devido ao resfriamento o estado de fusão. Sabendo que a quantidade de calor é 1200 cal, determine o calor latente de fusão desse corpo.

Q = m.L (isolando o calor latente temos:)

L = Q/m

L = 1200 / 40

L = 30 cal/g




Exercícios:


Um bloco de gelo de massa 80 gramas encontra-se a -40ºC. Determine a quantidade de calor que se deve fornecer a esse bloco para que ele se transforme totalmente em gelo a 0ºC.


Um corpo de massa 10g em estado sólido, é aquecido até o ponto de fusão. Sabendo que o calor latente do corpo é de 45 cal/g, determine a quantidade de calor recebida pelo corpo.


Inicialmente em estado líquido, um corpo com massa igual a 60g, é resfriado e alcança devido ao resfriamento o estado de fusão. Sabendo que a quantidade de calor é 1200 cal, determine o calor latente de fusão desse corpo.



https://www.youtube.com/watch?v=1V6D7HCi-Fs