FÍSICA
Editora Exato 5
CALORIMETRIA
1. INTRODUÇÃO
Vamos considerar uma moeda quente que,
quando mergulhada em uma porção de água fria, tem
sua temperatura diminuída.
Inicialmente, a temperatura da moeda é maior
que a da água. De acordo com a teoria cinética, as
moléculas da moeda têm maior agitação que as molé-
culas de água, ou seja, maior energia cinética média.
Quando a moeda é mergulhada na água, acon-
tece uma transferência de energia das moléculas da
moeda para as da água, diminuindo a temperatura da
moeda e aumentando a da água. À medida que as
temperaturas se igualam, cessa a transferência de e-
nergia e, nessa situação, atingimos o equilíbrio tér-
mico. A essa energia transferida da moeda para a
água, devido à diferença de temperatura, damos o
nome de calor.
Caro aluno, não esqueça!!!
O termo calor é usado para indicar a energia
que se transfere de um corpo, ou sistema, a outro, não
sendo usado para indicar a energia que um corpo
possui.
A unidade de quantidade de calor [Q] no Sis-
tema Internacional é o joule (J). As unidades mais
usadas, no entanto, são a caloria (cal) e seu múltiplo,
o quilocaloria (kcal).
Definição de caloria ⇒ 1 caloria é a quantida-
de de calor necessária para elevar a temperatura de
1g de água de 14,5ºC a 15,5ºC, sob pressão normal.
1 cal = 4,186 J
1 kcal = 103
cal
2. CAPACIDADE TÉRMICA DE UM CORPO
(C)
Representa a quantidade de calor necessária
para que a temperatura do corpo varie de 1 grau. Siga
o exemplo:
Um pedaço de ferro de 100g é aquecido
num calorímetro de 20° C para 50° C, rece-
bendo para isso uma quantidade de calor
(Q) de aproximadamente 330 cal. Ou seja,
precisou de 11cal para aquecer 1° C. As-
sim, a capacidade térmica desse pedaço de
ferro é de 11cal/ºC. Daí, temos que:
T
Q
C
∆
=
C = Capacidade térmica (cal / °C).
Q = Quantidade de calor.
∆∆∆∆T = Variação de temperatura.
3. CALOR ESPECÍFICO DE UMA SUBSTÂN-
CIA (C)
É a razão entre a capacidade térmica C de um
corpo constituído da substância considerada e a mas-
sa m do corpo:
m
C
c = mcC =
A capacidade térmica de uma substância de-
pende da natureza e da quantidade da substância. O
calor específico depende da natureza da substância,
mas não depende da quantidade.
Exemplo:
1kg de ferro tem o mesmo calor específico de
2kg de ferro, mas os 2kg de ferro têm capacidade
térmica maior.
Fórmula fundamental da calorimetria
Consideremos dois corpos A e B, com tempe-
raturas BA TT > , haverá, então, passagem de energia do
corpo A para o corpo B, até que os dois tenham a
mesma temperatura (equilíbrio térmico). A quantida-
de de calor trocada entre os corpos A e B pode ser
calculada com a expressão abaixo:
A B
CALOR
TmcQ ∆=
Em que:
Q = quantidade de calor sensível (cal)
m = massa do corpo (g)
c = calor específico 





°⋅ Cg
cal
∆ T = Tf - Ti = variação de temperatura (°C)
Se:
Tf ≥ Ti ⇒ Q > 0 (calor recebido pelo corpo)
Tf ≤ Ti ⇒ Q < 0 (calor cedido pelo corpo)
Calor sensível → define-se calor sensível
como a quantidade de calor dada a uma
substância, a fim de que esta sofra apenas
uma variação de temperatura, sem que o-
corra mudança de fase.

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Calor específico de algumas substâncias:
Substância Calor específico (cal/g°C)
Alumínio 0,219
Água 1,000
Estanho 0,055
Ferro 0,119
Gelo 0,550
Mercúrio 0,033
Calor específico da água:
Note, na tabela anterior, que o calor específico
da água é bem superior ao das demais substâncias.
Na verdade, na natureza, pouquíssimas substâncias
possuem calor específico maior. Como exemplo, po-
demos citar o hélio. O fato de a água possuir elevado
calor específico significa que precisamos de uma
grande quantidade de calor para produzir uma eleva-
ção de temperatura relativamente pequena numa de-
terminada massa d’água. Como conseqüência, o
clima de regiões que possuem grandes quantidades
de água (como as litorâneas) sofre menores variações
de temperatura, tendo, portanto, um clima mais ame-
no. Isso não ocorre, por exemplo, em desertos, pois a
areia tem baixo calor específico.
4. PRINCÍPIO DA IGUALDADE DAS TROCAS
DE CALOR
Consideramos vários corpos com temperaturas
diferentes colocados em contato, constituindo um sis-
tema termicamente isolado (não troca calor com o
meio externo), por exemplo, uma caixa de isopor.
Como as temperaturas são diferentes, os corpos tro-
cam calor até atingirem o equilíbrio térmico.
Como não há trocas com o meio externo, a
quantidade de calor recebida pelos corpos mais frios
é exatamente igual à quantidade de calor cedida pelos
corpos mais quentes. Adotando, para quem cede, o
sinal negativo, e para quem recebe calor, o sinal posi-
tivo; podemos afirmar que: num sistema termicamen-
te isolado, a soma das quantidades de calor recebido
e cedido é nula.
0QQ cedidorecebido =∑+∑
5. CALOR LATENTE
É a quantidade de calor que um grama de uma
substância precisa ganhar ou perder para mudar de
uma fase a outra.
Durante a mudança de fase de uma substância
pura, se a pressão permanece constante, a temperatu-
ra também permanece constante.
LmQ ⋅=
Q = quantidade de calor trocada durante a mu-
dança de fase (cal).
m = massa do corpo (g).
L = calor latente de mudança de fase (cal /g).
6. CALORÍMETRO
Para medir a quantidade de calor recebida ou
cedida por uma substância, usamos um aparelho
chamado calorímetro, que tem a propriedade de não
efetuar trocas de calor com o ambiente.
Um dos modelos mais simples é o calorímetro
de água, com capacidade para cerca de 2 l . É for-
mado por um recipiente de cobre, alumínio ou ferro,
envolvido por um material isolante, como o isopor, e
que contém uma quantidade conhecida de água. Um
termômetro é colocado através da tampa do recipien-
te, a fim de se verificar a temperatura do sistema.
ESTUDO DIRIGIDO
1 O que é calor?
2 Temos duas amostras de ferro, uma têm 1kg e a
outra possui 2kg. Pergunta-se:
a) Qual das duas tem o maior calor específico?
b) Qual possui a maior capacidade térmica?
3 Escreva a equação de calor sensível, diga o que
significa cada símbolo, e sua unidade usual.
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
1 Calcule a quantidade de calor necessária para e-
levar a temperatura de 200g de H2O de 20ºC para
30ºC. Use calor específico da água 1cal/gºC.
Resolução:
Utilizando a equação Q mc t= ∆ , temos:
Q=200.1(30-20)
Q=200.1.10
Q=2000cal
2 Misturam-se 40l de água a 60ºC com 20l de á-
gua a 30ºC. Calcule a temperatura final da mistu-
ra. Dado 2
1 / ºH OC cal g C= .
Resolução:

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Quando se trata de mistura, é preciso lembrar
que a quantidade de calor cedida pelo mais quente é
totalmente transferida para o mais frio, pois aqui con-
sideramos que o sistema é isolado termicamente, ou
seja, não perde energia para o ambiente. Assim temos
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
1 2
40.000 1 60 20.000 1 30
40.000 60 20.000 30
4 60 2 30
4 240 2 60
4 2 60 240
300
6 300
6
50º
CED RED
F F
F F
F F
F F
F F
F F
F
Q Q
mC t m C t
T T
T T
T T
T T
T T
T T
T C
=
∆ = ∆
⋅ − = ⋅ −
/ / / / / / / /− = −
− = − →
− = − + →
+ = + →
= → =
=
Lembre-se ainda que 1l de H2O corresponde a
1.000g; assim, 40l=40.000g e 20l=20.000g.
EXERCÍCIOS
1 A definição de calor é:
a) a mesma de temperatura.
b) energia transferida entre corpos devido à dife-
rença de temperatura.
c) energia armazenada em corpos quentes.
d) energia armazenada em corpos frios.
e) energia total de um corpo.
2 Julgue os itens abaixo:
1111 Dois corpos à mesma temperatura estão em
equilíbrio térmico e não trocam calor entre si.
2222 Quanto maior o calor latente de um corpo,
maior a quantidade de calor que uma certa
massa do corpo deve receber para que tenha
um certo aumento de temperatura.
3333 Dois corpos de mesmo calor específico po-
dem ter capacidades térmicas diferentes.
4444 O calor armazenado em um corpo é denomi-
nado calor específico.
3 Um certo corpo sólido, de 200g, que está inici-
almente a 10ºC, é aquecido até 40ºC. Para tanto,
absorveu 600cal de calor. Determine o calor es-
pecífico do material que constitui este sólido.
4 Um cubo de gelo de 20g, que estava inicialmente
a 10 C− ° , é retirado do congelador e colocado em
um copo. Após estar em equilíbrio térmico com o
ambiente, que está a 25ºC, que quantidade de ca-
lor o gelo terá absorvido?
Dados:
Calor específico da água líquida = 1,0 cal/gºC
Calor específico do gelo = 0,5 cal/gºC
Calor latente de fusão da água = 80 cal/g
5 Um rapaz deseja tomar banho de banheira, com
água a uma temperatura de 30°C, misturando á-
gua quente e fria. Inicialmente, ele coloca 100L
de água fria a 20°C. Desprezando a capacidade
térmica da banheira e a perda de calor da água,
pergunta-se:
a) Quantos litros de água, a 50°C, ele deve colo-
car na banheira?
b) Se a vazão da torneira de água quente é de
0,20L/s, durante quanto tempo a torneira deve
permanecer aberta?
GABARITO
Estudo dirigido
1 Calor é energia térmica em trânsito, passando es-
pontaneamente do corpo mais quente para o mais
frio. Lembre-se de que não é correto afirmar que
um corpo possui calor.
2
a) O calor específico depende da natureza da
substância, mas independe da quantidade. C como as
amostras são de ferro possuem o mesmo calor especí-
fico.
b) A capacidade térmica, depende da natureza
e da quantidade da substância; logo, a amostra de 2kg
possui maior capacidade térmica.
3 Q mc t= ∆
Q = quantidade de calor - calorias (cal)
m = massa – grams (g)
c = calor específico – cal/gºC
∆t = variação de temperatura – Celsius (ºC)
Exercícios
1 B
2 V, F, V, F
3 0,1 cal/g°C
4 2200 cal
5 a) 50L b) 250s