Capacidade térmica mássica — Física, 14–17 anos
Materiais diferentes precisam de quantidades diferentes de energia para aquecer. A capacidade térmica mássica permite prever essa alteração e escolher materiais para aquecimento, arrefecimento e protecção térmica.
O que mede
A capacidade térmica mássica indica quanta energia é necessária para aumentar em 1 °C a temperatura de 1 quilograma de um material. Um valor elevado significa que o material aquece lentamente com a mesma energia; um valor baixo significa que aquece mais facilmente. A água tem um valor particularmente elevado.
Por que aquecem de forma diferente
Uma colher de metal e uma panela de água podem receber energia da mesma chama, mas alterar a temperatura a ritmos diferentes. Os engenheiros precisavam de prever isso em vez de dependerem de tentativas. A capacidade térmica mássica resolve o problema ligando a energia fornecida, a massa e a variação de temperatura.
Aquecer água
Quanta energia aquece 2 kg de água em 10 °C? Usa Q = mcΔT, com c = 4200 J/(kg °C). Substitui: Q = 2 × 4200 × 10 = 84 000 J. Portanto, a água precisa de 84 kJ, supondo que não se perde energia para o ambiente.
Temperatura não é energia
Um erro comum é pensar que o objecto mais quente contém mais energia térmica. Pode ter uma temperatura maior, mas a energia também depende da quantidade de material e da sua capacidade térmica mássica. Um banho grande e morno pode conter mais energia térmica do que uma chávena pequena e muito quente.
Projectar com o calor
A elevada capacidade térmica mássica da água ajuda mares e lagos a mudarem de temperatura lentamente, influenciando o clima próximo. A mesma ideia orienta sistemas de arrefecimento de automóveis, panelas e depósitos de armazenamento térmico. Os projectistas escolhem valores altos ou baixos conforme queiram absorver calor ou aquecer depressa.
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