Calor é um componente importante das mudanças de fase. O calor latente é conhecido como o calor necessário para converter um sólido em uma fase líquida ou de vapor. De acordo com sua fase, tem nomes diferentes como o calor de condensação, o calor de vaporização, etc. Por vezes é a quantidade de energia térmica absorvida ou libertada para uma mudança de fase. Neste tópico, abordaremos o conceito de calor latente e a fórmula de calor latente com exemplos. Vamos aprender o conceito!
Fonte:pt.wikipedia.org
Fórmula do Calor Latente
Conceito de mudança de fase:
Boiling the water is not as simple as just turning on the stove. À medida que aplicamos calor na água, a temperatura aumenta até atingir 100 graus Celsius. A água permanecerá a esta temperatura até que toda a água mude de líquido para gás.
Durante este processo, continuamos a adicionar energia térmica à água, mas mesmo assim, a temperatura não aumenta. Esta energia extra dando origem ao conceito de calor latente.
Para melhor compreensão, primeiro revisamos o conceito de mudanças de fase. Mudança de fase refere-se a uma mudança na matéria de um estado para outro. As mudanças de fase mais comuns são vistas nos diferentes estados da água. Alguns exemplos são água líquida gelada para criar gelo ou água líquida em ebulição para criar um gás. Como podemos dizer, o calor tem um papel importante na mudança da matéria de uma fase para outra.
Definição de Calor Latente:
Normalmente, quando adicionamos ou removemos a energia térmica de algum objeto, a temperatura do objeto muda. Mas durante a fase muda, a temperatura de um objeto permanece constante. Isto é devido ao fato de que a energia é necessária para que um objeto mude de fase.
Por isso, o Calor Latente é a energia térmica por unidade de massa necessária para que uma mudança de fase aconteça. Se considerarmos as substâncias a nível molecular, as moléculas gasosas terão mais vibração do que as moléculas líquidas.
Assim, quando adicionamos calor a um líquido, estamos de facto a provocar a vibração das moléculas. O calor latente será a energia necessária para alterar o movimento molecular. Cada substância tem um valor de calor latente único.
Fórmula para Calor Latente:
L = \( \frac{Q}{ M} \)
Where,
>
Q = quantidade de calor
M = massa da substância
Esta equação afirma que o calor Q que deve ser adicionado ou removido para um objeto de massa m para mudar de fase. Denominamos calor latente individual por L. A unidade de calor latente é \(Jkg^{-1}.\)
O valor de calor latente é variável. Depende da natureza da mudança de fase que ocorre:
- O calor latente de fusão significa a mudança de líquido para sólido.
- O calor latente de vaporização significa a mudança de líquido para gás.
- Calor latente de sublimação significa a mudança de sólido para gás.
Exemplos resolvidos
Q.1: Calcule o calor latente de 10 kg de substância se a quantidade de calor para uma mudança de fase for de 300 kcal.
Solução:
Parâmetros dados são,
Q = 300 kcal
M = 10 kg
Fórmula para calor latente é:
L = {Q}{M})
= {300}{5})
= {60 KcalKg^{-1}g {\i})
Por isso o calor latente será 60 {\i}(KcalKg{-1})