O que é capacidade de calor?
A entrada de energia térmica (Q) necessária para elevar a temperatura (T) de uma substância em um grau Celsius (1 ° C) é definida como sua capacidade térmica (C). Como é uma propriedade "extensa", o valor de C varia não apenas de substância para substância, mas também para quantidades diferentes da mesma substância. Para ajustar isso, as capacidades de calor podem ser indicadas em termos de quantidade ou quantidade incorporada. Se é feita referência à capacidade de aquecimento por mole de material, isso é chamado de capacidade de calor molar; se é para aquecer a capacidade por grama de material, é a (s) capacidade (s) de calor específica (s) - ou mais simplesmente, o "calor específico". Estes termos são de maior valor quando se refere a substâncias puras .
Os problemas de engenharia geralmente fornecem C como "dado", enquanto Q é "desconhecido". A equação é Q = smΔT, onde m é a massa em gramas e ΔT é o aumento da temperatura em graus Celsius. A capacidade de aquecimento pode ser um parâmetro-chave por várias razões. Para ilustrar, materiais com maiores capacidades de calor são às vezes usados como dissipadores de calor, porque absorvem o calor como uma esponja. A água é digna de nota a esse respeito, pois exibe o maior valor de C conhecido entre as substâncias comuns, tornando-a eminentemente adequada para uso como refrigerante de radiador.
Na meteorologia, a capacidade de calor desempenha um papel em vários fenômenos, incluindo o motivo pelo qual o vento, ao longo da costa, sopra em uma direção diferente durante o dia e à noite. A terra tem uma capacidade térmica mais baixa que a água; portanto, a terra esquenta mais rapidamente que o mar durante o dia, enquanto esfria mais rapidamente à noite. O ar é mais fresco sobre o oceano durante o dia, mas sobre a terra à noite. O ar quente é leve e sobe, permitindo que a brisa mais fresca e pesada o substitua. Durante o dia, essas brisas sopram da terra para o mar, enquanto durante a noite o oposto é verdadeiro, fato que influencia os pássaros da costa e os pilotos de planador.
A capacidade de aquecimento não se destina a levar em consideração as mudanças de fase, como no derretimento do gelo para formar água. Consideração separada é dada a esse fenômeno - essa propriedade é chamada "calor da fusão". Da mesma forma, a conversão de líquido em gás é chamada "calor de vaporização". O gelo tem um calor de fusão excepcionalmente alto, conferindo estabilidade aos sistemas climáticos da Terra e tornando prática a refrigeração doméstica. Curiosamente, o gás de amônia, uma vez usado em sistemas de refrigeração industrial e doméstica, tem uma capacidade de calor e calor de fusão ainda mais altos.