Apresente uma definição de calor específico ou capacidade calorífica. Por que razão nos gases (ao contrário da generalidade dos materiais) se usa o símbolo
(em vez de
) para representar o calor específico?
Passo 1
Vamos entender o que a pergunta está pedindo. Precisamos definir calor específico ou capacidade calorífica e explicar por que, nos gases, usamos o símbolo $ C_v $ em vez de $ C_p $ para representar o calor específico. Para resolver isso, vamos precisar saber o que é calor específico, capacidade calorífica, e entender a diferença entre $ C_v $ e $ C_p $ nos gases.
Passo 2
Primeiro, vamos definir calor específico. O calor específico ($ c $) de uma substância é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma unidade de massa dessa substância em um grau Celsius (ou Kelvin). A fórmula é:
Onde:
- $ q $ é o calor absorvido ou liberado,
- $ m $ é a massa,
- $ c $ é o calor específico,
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura.
Capacidade calorífica ($ C $) é semelhante, mas refere-se à quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma substância inteira em um grau Celsius, sem considerar a massa. A diferença é que a capacidade calorífica depende da quantidade total de material.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre os símbolos $ C_v $ e $ C_p $. Nos gases, $ C_v $ representa o calor específico a volume constante, e $ C_p $ representa o calor específico a pressão constante.
- $ C_v $: Calor específico mantido o volume constante. Isso significa que não há trabalho realizado pela expansão ou compressão do gás.
- $ C_p $: Calor específico mantido a pressão constante. Aqui, o gás pode expandir ou comprimir, realizando trabalho contra a pressão externa.
Passo 4
A maioria dos materiais sólidos e líquidos não muda significativamente de volume quando aquecidos, então não precisam diferenciar entre $ C_v $ e $ C_p $. Por isso, usamos apenas um símbolo comum para o calor específico desses materiais.
Passo 5
Nos gases, a situação é diferente. Quando o gás é aquecido a pressão constante, ele se expande e realiza trabalho, precisando de mais calor para aumentar sua temperatura. Portanto, é importante distinguir entre $ C_v $ e $ C_p $, já que eles têm valores diferentes. Por isso, usamos $ C_v $ para representar o calor específico nos gases quando o volume é mantido constante, ao contrário da maioria dos materiais onde essa distinção não é necessária.
Resposta
O calor específico ou capacidade calorífica é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma unidade de massa (calor específico) ou de uma substância inteira (capacidade calorífica) em um grau Celsius. Nos gases, utilizamos o símbolo $ C_v $ para representar o calor específico a volume constante, pois, diferente da maioria dos materiais que não sofrem variações significativas de volume, os gases podem expandir ou comprimir realizando trabalho, o que faz com que $ C_v $ seja uma representação mais adequada para condições de volume constante.