Calculadora de calor específico
Calcule a energia calorífica necessária para mudar a temperatura de uma substância com Q = m·c·ΔT. Resolva para qualquer variável, escolha entre 19 materiais predefinidos, troque as unidades de massa e energia e insira ΔT diretamente ou a partir de uma temperatura inicial e final.
Calculadora de calor específico
Escolha uma variável para resolver e depois insira as outras três. Tudo se atualiza ao vivo.
Resultado
Sobre a calculadora de calor específico
A capacidade térmica específica (c) é a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de um quilograma de uma substância em um kelvin (ou um grau Celsius). É o que torna a água tão boa em armazenar calor: o calor específico da água, de 4186 J/(kg·K), é muito maior do que o de metais como o cobre (385) ou o ferro (449), por isso uma frigideira metálica esquenta em segundos enquanto a água dentro dela leva minutos. O calor necessário para uma variação de temperatura sem mudança de estado é dado por Q = m·c·ΔT, onde Q é a energia calorífica em joules, m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura. Esta calculadora resolve a equação em todas as direções — dê a ela três das quatro grandezas e ela encontra a quarta — e inclui 19 materiais predefinidos precisos, massa em gramas ou quilogramas, energia em joules, quilojoules ou calorias, e um modo de faixa de temperatura que calcula ΔT a partir de uma temperatura inicial e final. É a relação central por trás da calorimetria, a medição experimental do calor usada em química, culinária, aquecimento e refrigeração e engenharia.
Como usar esta calculadora
- 1 Escolha o que resolver: energia calorífica Q, massa m, calor específico c ou variação de temperatura ΔT.
- 2 Insira os outros três valores. Escolha um material predefinido para preencher c automaticamente, troque as unidades de massa (g/kg) e energia (J/kJ/cal) conforme necessário e ative "Usar T₁ → T₂" para calcular ΔT a partir de uma temperatura inicial e final.
- 3 Leia a resposta com a fórmula acima dela, a variável resolvida destacada e o calor mostrado em J, kJ e cal.
Como funciona Q = mcΔT
Quando você adiciona calor a uma substância sem derretê-la, fervê-la ou mudar de outra forma o seu estado, toda a energia vai para elevar a sua temperatura. A quantidade é: Q = m·c·ΔT onde Q é o calor (joules), m é a massa (kg), c é a capacidade térmica específica (J/(kg·K)) e ΔT é a variação de temperatura. Como uma variação de 1 K tem o mesmo tamanho que uma variação de 1 °C, ΔT em kelvin é igual a ΔT em graus Celsius — só a variação importa, não a temperatura inicial. Reorganizar a fórmula permite resolver para qualquer grandeza: • Calor: Q = m·c·ΔT • Massa: m = Q / (c·ΔT) • Calor específico: c = Q / (m·ΔT) • Variação de temperatura: ΔT = Q / (m·c) Por exemplo, aquecer 1 kg de água (c = 4186) em 10 K exige Q = 1 × 4186 × 10 = 41.860 J = 41,86 kJ. O calor que sai quando uma substância esfria é a mesma equação com um ΔT negativo. Esse é exatamente o princípio usado na calorimetria, em que o calor ganho por um corpo é igual ao calor perdido por outro.
Perguntas frequentes
O que é calor específico?
O calor específico (ou capacidade térmica específica) é a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de um quilograma de uma substância em um kelvin — equivalente a um grau Celsius. É medido em J/(kg·K). Um calor específico alto significa que a substância resiste à variação de temperatura e armazena muito calor: o valor da água, de 4186 J/(kg·K), é um dos mais altos de qualquer substância comum, enquanto os metais são muito menores (o cobre 385, o chumbo apenas 128), por isso os metais esquentam e esfriam rapidamente.
Quanta energia é preciso para aquecer água?
Use Q = m·c·ΔT com c = 4186 J/(kg·K) para a água. Para aquecer 1 kg de água em 10 °C você precisa de Q = 1 × 4186 × 10 = 41.860 J ≈ 41,86 kJ (cerca de 10 kcal). Aquecê-la de 20 °C a 100 °C (ΔT = 80 °C) exige 1 × 4186 × 80 = 334.880 J ≈ 335 kJ. O grande calor específico da água é o motivo pelo qual ferver uma chaleira leva tempo e energia consideráveis.
O que significa Q = mcΔT?
Significa que o calor Q necessário para mudar a temperatura de uma substância é igual à sua massa m vezes o seu calor específico c vezes a variação de temperatura ΔT. Mais massa, um calor específico maior ou uma variação de temperatura maior exigem todos mais energia. A equação só se aplica quando não há mudança de fase (sem derretimento nem fervura); durante uma mudança de fase a temperatura permanece constante e, em vez disso, aplica-se uma grandeza separada, o calor latente.
Qual é o calor específico da água?
O calor específico da água líquida é 4186 J/(kg·K), ou, de forma equivalente, 4,186 J/(g·°C) — quase exatamente 1 caloria por grama por grau Celsius, que é como a caloria foi originalmente definida. O gelo tem um calor específico menor (cerca de 2090 J/(kg·K)) e o vapor de água ainda menor (cerca de 2010 J/(kg·K)), porque as moléculas armazenam energia de forma diferente em cada estado.
Ferramentas relacionadas
Continue explorando a física no UnitConv. Modele o decaimento radioativo com a calculadora de meia-vida, converta entre joules, calorias e outras unidades de energia com o conversor de energia, explore as escalas de temperatura no conversor de temperatura e experimente a calculadora de massa molar e outras calculadoras científicas.