Calor latente específico — Educação física, 14–17 anos
Como uma substância pode receber ou libertar energia sem mudar de temperatura durante uma mudança de estado.
Energia para mudar de estado
Quando uma substância funde ou entra em ebulição, a energia fornecida separa as partículas em vez de aumentar a temperatura. Quando solidifica ou condensa, liberta energia mantendo a temperatura constante. O calor latente específico é a energia necessária para mudar o estado de 1 kg de uma substância.
Porque a temperatura pode ficar constante
Um termómetro pode tornar o aquecimento confuso: entra energia, mas a leitura fica constante durante a fusão ou a ebulição. O problema é que a temperatura descreve o movimento das partículas, enquanto a mudança de estado também altera as distâncias e as atracções entre elas. O calor latente contabiliza essa transferência de energia.
Derreter gelo
O gelo tem um calor latente específico de fusão de 334 000 J/kg. Para derreter 0,50 kg no ponto de fusão, usa-se energia = massa × calor latente específico. Energia = 0,50 × 334 000 = 167 000 J. Esta energia derrete o gelo; não aumenta a temperatura durante a fusão.
A temperatura mantém-se
É comum continuar a aumentar a temperatura enquanto o gelo derrete, como se cada joule fizesse as partículas moverem-se mais depressa. É uma ideia compreensível, porque normalmente aquecer faz subir a leitura do termómetro. Durante a mudança de estado, porém, a energia reorganiza as partículas e a temperatura mantém-se constante até ao fim da mudança.
Arrefecer por evaporação
A evaporação remove de um líquido as partículas que se movem mais depressa, levando energia e arrefecendo o que fica. É por isso que o suor pode arrefecer a pele e que a evaporação é usada em frigoríficos e torres de arrefecimento. Funciona melhor quando o ar consegue levar o vapor.
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