Calor
Calor é o processo de transferência de energia de um corpo para outro (ou de
uma região para outra dentro do mesmo corpo), exclusivamente por que existe uma
diferença de temperatura entre eles (Fig.24).
O processo espontâneo de transferência sempre ocorre do corpo de maior
temperatura para o de menor temperatura. A energia interna do corpo A diminui e a
energia interna do corpo B aumenta. Não podemos dizer que os corpos têm calor
porque calor não é uma propriedade dos corpos, mas um processo de troca de
energia entre os corpos. A propriedade dos corpos que nos interessa neste contexto é
a energia interna. Podemos dizer, então, que os corpos têm energia interna. Ainda,
pelo teorema de equipartição da energia, quanto maior a energia associada a cada
grau de liberdade das moléculas que formam o corpo, maior é sua temperatura.
A caloria é a unidade de energia definida como sendo a quantidade de energia
necessária para elevar a temperatura de um grama de água de 14,5 0C para 15,5 0C.
O joule é a unidade de energia definida como sendo a quantidade de energia
associada ao trabalho realizado por uma força constante com módulo de 1 N, que
desloca seu ponto de aplicação 1 m na sua direção.
No experimento de Joule (Fig.25), um certo corpo A, caindo de uma altura h,
faz girar um sistema de hélices no interior de uma amostra líquida. Como resultado, a
energia interna da amostra aumenta e aumenta, também, a sua temperatura.
Igualando a quantidade de energia fornecida à amostra pelo trabalho mecânico com a
quantidade de energia que, pelo calor, provoca a mesma variação de temperatura,
temos a seguinte relação entre as unidades joule e caloria:
1 cal = 4,185 J
Grupo de Ensino de Física da Universidade Federal de Santa Maria
Esta relação é chamada equivalente mecânico do calor.
O experimento de Joule mostra que o calor, assim como o trabalho, são
processos de transferência de energia.
Observação
Algumas palavras e expressões de uso cotidiano, encontradas também nos
textos didáticos de Física, implicam ou transmitem a idéia errônea de que calor é uma
propriedade dos corpos e, por isso, deveriam ser evitadas. Entre elas, citamos as
seguintes: quente, frio, calor do corpo, fluxo de calor e troca de calor.
Grupo de Ensino de Física da Universidade Federal de Santa Maria