O conceito de calor na física é definido como: "A contribuição da energia transformada como resultado de uma reação química ou nuclear e transferida entre dois sistemas, ou entre duas partes do mesmo sistema".
Esta quantidade de energia não é atribuível ao trabalho ou a uma conversão entre dois tipos diferentes de energia.
De acordo com a definição, o calor é uma forma de energia transferida e não uma forma de energia contida, como a energia interna. Ou seja, calor e trabalho são formas de energia que não podem ser associadas ao estado do sistema.
A unidade de medida do calor no Sistema Internacional é o joule (J). No entanto, ainda é frequentemente usado como unidade de medida para calorias. Às vezes, unidades puramente técnicas também são usadas: como kWh ou BTU .
Uma caloria é definida como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água em um grau Celsius.
O que é calor específico?
O calor específico (ou capacidade calorífica) de uma substância é definido como: a quantidade de calor necessária para aumentar ou diminuir a temperatura de uma unidade de massa em um kelvin.
No sistema internacional a unidade de medida do calor específico é J/(K · kg).
Diferença entre calor latente e sensível
Se a transferência de calor resultar em uma mudança no estado de agregação, ela é chamada de calor latente.
Por outro lado, se a transferência resulta em uma diminuição na diferença de temperatura, falamos de calor sensível.
O calor de reação também é usado quando o calor é consumido ou gerado por uma reação química.
Exemplo
Por exemplo, o aumento da temperatura da água de 20°C para 50°C sob condições padrão é determinado pelo fato de que o calor sensível é fornecido.
Se a água estiver em temperatura de ebulição, mesmo que o calor continue sendo fornecido, a temperatura não aumenta até que a mudança de fase para gás esteja completa. Neste caso, a energia é armazenada na forma de calor latente.
Relação entre energia interna, calor e temperatura
O calor não é uma propriedade associada a uma configuração de equilíbrio termodinâmico. Na presença de um gradiente de temperatura, a energia térmica flui de pontos frios para pontos quentes até que um ponto de equilíbrio térmico seja alcançado.
A quantidade de calor trocada depende do caminho particular seguido pela transformação para ir do estado inicial ao estado final. Em outras palavras, o calor não é uma função de estado.
Energia interna e energia térmica, em vez disso, é uma função de estado associada a um estado termodinâmico do sistema.
energia em trânsito
Por outro lado, o calor não é uma propriedade termodinâmica. O calor pode ser definido como "energia em trânsito", não como "energia possuída por um corpo".
O calor é trocado entre dois corpos (ou duas partes do mesmo corpo) e não possuído por um único corpo (como é o caso da energia interna). Em particular, a energia flui devido a uma diferença de temperatura entre o sistema em estudo.
Como o calor se espalha?
A transferência de energia térmica entre sistemas pode ser feita de três maneiras:
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Propagação por condução térmica: Em um único corpo ou entre corpos em contato há transmissão de energia. Essa transferência é produzida pelos impactos causados pelo movimento dos átomos e moléculas de ambos os materiais que estão em contato. Em cada impacto, parte da energia cinética de cada átomo passa para o outro material.
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Propagação Convectiva: Em um fluido em movimento, partes do fluido podem aquecer ou esfriar quando entram em contato com superfícies externas. Na verdade, é uma transferência de energia.
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Propagação da radiação: A transmissão de calor pode ocorrer à distância (também no vácuo) por meio de ondas eletromagnéticas. Por exemplo, a energia solar viaja do Sol para a Terra por radiação.