Submódulo 2: Calor, temperatura e mudanças de estado

🎯 Conceitos-chave: calor, temperatura e mudanças de estado

Neste início de submódulo, vamos alinhar a maneira como pensamos energia em processos térmicos. (1) Calor é energia em trânsito entre objetos causada pela diferença de temperatura. Já a temperatura é uma medida da agitação média das moléculas de um corpo, ou seja, é um estado de energia por si mesma, não a energia total que o corpo possui. A diferença entre calor e temperatura é crucial para resolver questões de ENEM, pois algumas situações envolvem apenas a mudança de temperatura (calor sensível) e outras envolvem mudança de estado (calor latente) sem variação de temperatura. De acordo com fontes conceituais, existem três mecanismos principais de transferência de calor, mas o que nos importa aqui é entender que calor pode fluir sem alterar imediatamente a temperatura, como na fusão ou vaporização. (1)

Para caracterizar as transformações, apresentamos as fórmulas fundamentais: calor sensível Q = m c ΔT, onde m é a massa, c é a capacidade calorífica específica e ΔT é a variação de temperatura. (2) Quando há mudança de fase (fusão, vaporização), o calor envolve calor latente: Q_fusão = m L_fusão e Q_vaporização = m L_vaporização, com L_fusão e L_vaporização dependentes do material. (3) Em muitas situações cotidianas, o calor transferido pode não aumentar a temperatura imediatamente se a energia for dedicada à mudança de estado. Vamos consolidar isso com exemplos simples e preparar o terreno para problemas de ENEM.

Para visualizar o processo de mudanças de estado, observe o diagrama de fases simplificado a seguir: