Temperatura × Calor
Este é o par de conceitos mais confundido em Física do ensino médio. Vale memorizar:
| Grandeza | O que mede | Unidade |
|---|---|---|
| Temperatura | Agitação média das moléculas | K, °C, °F |
| Calor | Energia térmica em trânsito entre corpos | joule (J), caloria (cal) |
Regra de ouro: calor sempre flui do corpo mais quentepara o mais frio, até que atinjam o equilíbrio térmico.
Escalas termométricas
As três escalas usadas no dia a dia e em provas:
| Escala | Água congela | Água ferve | Zero absoluto |
|---|---|---|---|
| Celsius (°C) | 0 | 100 | −273 |
| Kelvin (K) | 273 | 373 | 0 |
| Fahrenheit (°F) | 32 | 212 | −460 |
Celsius → Kelvin
K = °C + 273
Celsius → Fahrenheit
°F = (9/5)·°C + 32
Calor sensível
É a energia trocada que altera a temperatura de um corpo (sem mudar seu estado físico).
Q = m · c · ΔT
c = calor específico (cal/g·°C ou J/kg·°C)
A água tem calor específico alto (c = 1 cal/g·°C), o que explica por que ela demora para esquentar e esfriar — regulando o clima em cidades litorâneas.
Calor latente (mudança de estado)
É a energia trocada durante uma mudança de estado (sólido ↔ líquido ↔ gasoso), enquanto a temperatura permanece constante.
Q = m · L
L = calor latente da substância (cal/g)
Para a água: L (fusão) = 80 cal/g e L (vaporização) = 540 cal/g. Por isso queimaduras por vapor são muito piores que por água fervente na mesma temperatura.
Dilatação térmica
Corpos aquecidos tendem a aumentar de volume. Isso explica as frestas entre trilhos de trem, as juntas de dilatação em pontes e o porquê de copos de vidro rachar com choque térmico.
Linear
ΔL = L₀ · α · ΔT
Superficial
ΔA = A₀ · β · ΔT
Volumétrica
ΔV = V₀ · γ · ΔT
Os coeficientes obedecem à relação β = 2α e γ = 3α. A exceção clássicaé a água entre 0 °C e 4 °C: em vez de dilatar, ela contrai — por isso o gelo boia.
Erro clássico do ENEM: confundir calor com temperatura, ou esquecer de converter para Kelvin em equações de gases. Também é comum errar unidades ao misturar cal e J (1 cal ≈ 4,18 J).
Exercícios resolvidos
Exercício 1. Converta 25 °C para kelvin e para Fahrenheit.
- K = °C + 273 → 25 + 273 = 298 K.
- °F = (9/5)·°C + 32 → (9/5)·25 + 32 = 45 + 32.
Resposta: 298 K e 77 °F
Exercício 2. Quantas calorias são necessárias para aquecer 200 g de água de 20 °C a 80 °C? (c = 1 cal/g·°C)
- Q = m · c · ΔT.
- Q = 200 · 1 · (80 − 20) = 200 · 60.
Resposta: Q = 12 000 cal = 12 kcal
Exercício 3. Uma barra de alumínio de 2 m sofre variação de 50 °C. Qual a nova comprimento? (α = 2,4·10⁻⁵ /°C)
- Dilatação linear: ΔL = L₀ · α · ΔT.
- ΔL = 2 · 2,4·10⁻⁵ · 50 = 2,4·10⁻³ m = 2,4 mm.
Resposta: L = 2,0024 m (aumentou 2,4 mm)
Exercício 4. Um bloco de gelo de 100 g derrete a 0 °C (L = 80 cal/g). Qual o calor absorvido?
- Mudança de estado (calor latente): Q = m · L.
- Q = 100 · 80.
Resposta: Q = 8 000 cal = 8 kcal
Exercício 5. Aquecer 500 g de água de 20 °C a 100 °C consome quantos joules? (1 cal ≈ 4,18 J)
- Q = 500 · 1 · 80 = 40 000 cal.
- Em joules: 40 000 · 4,18.
Resposta: Q ≈ 167 200 J ≈ 167 kJ
Exercícios para praticar
1. Diferença entre calor e temperatura.
2. Fórmula do calor sensível.
3. Fórmula do calor latente (mudança de estado).
4. Fórmula da dilatação linear.
5. Conversão de Celsius para Kelvin.
6. Conversão de Celsius para Fahrenheit.
7. Quanto vale o calor específico da água?
8. Por que os trilhos de trem têm frestas?
Ferramentas relacionadas
Perguntas frequentes
Qual a diferença entre calor e temperatura?
Temperatura é uma grandeza que mede o grau de agitação das moléculas. Calor é energia térmica que flui espontaneamente de um corpo mais quente para outro mais frio. Um copo com muita água morna pode ter menos temperatura, mas mais energia térmica total, do que uma faísca a 800 °C.
Por que a escala Kelvin é a escala 'oficial' da Física?
Porque começa no zero absoluto (−273,15 °C), o ponto em que a agitação térmica cessa. Isso evita valores negativos e permite escrever fórmulas de gases e termodinâmica sem correções.
O que é calor específico?
É a quantidade de calor necessária para aumentar em 1 °C a temperatura de 1 grama de uma substância. A água tem c = 1 cal/g·°C, um valor alto — por isso o mar demora tanto para esquentar e esfriar.
Por que rachaduras aparecem em copos ao colocar água fervendo?
Porque o vidro dilata rapidamente por fora e o interior demora a acompanhar, gerando tensões. É um efeito da dilatação térmica desigual.
Como converter Celsius para Fahrenheit rápido?
Use °F = (°C · 9/5) + 32. Para conversões diárias, nossa calculadora de temperatura faz a conta e mostra as três escalas simultaneamente.
Sobre este conteúdo
Última atualização: Julho de 2026 · Responsável: Equipe SóCalculadora · Papel editorial no cluster: módulo conceitual da Trilha de Física Básica — apresenta escalas termométricas, calor sensível e latente, e dilatação térmica, integrando termologia às aplicações cotidianas (trilhos, pontes, choque térmico).
Metodologia: Definições e fórmulas conforme matriz do ENEM e BNCC (Ciências da Natureza). Exercícios com dados usuais das provas (c da água = 1 cal/g·°C; L de fusão = 80 cal/g) e conversão explícita entre cal e J. Conteúdo revisado conforme política editorial.
Fontes técnicas: INEP (matriz do ENEM), Halliday, Resnick & Walker — Fundamentos de Física (vol. 2), Ramalho, Nicolau & Toledo — Os Fundamentos da Física, INMETRO (Sistema Internacional de Unidades).
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