Defina calor específico e fale sobre a absorção de calor por sólidos.

Passo 1

O enunciado pede para definirmos o conceito de calor específico e, em seguida, explicarmos como um sólido absorve calor. O conteúdo principal é calorimetria e transferência de calor em sólidos, envolvendo conceitos de capacidade térmica, condução e propriedades do material.

Passo 2

Calor específico é uma propriedade intensiva de um material que indica a quantidade de calor necessária para elevar sua temperatura em uma unidade. Formalmente, se um corpo de massa m sofre variação de temperatura \Delta T ao receber calor Q, seu calor específico c satisfaz
Q = m\,c\,\Delta T
Logo,
c = \frac{Q}{m\,\Delta T}.
Unidade no SI: \mathrm{J/(kg\cdot K)}. Esse conceito mostra quanta energia deve entrar no corpo para mudar sua temperatura.

Passo 3

A absorção de calor por um sólido ocorre primariamente por condução (em contato com outra região de temperatura diferente), por convecção (se houver fluido ao redor) e por radiação.
1. Condução: o fluxo de calor unidimensional obedece à Lei de Fourier:
\dot q = -\,\kappa\,\frac{dT}{dx},
onde \kappa é a condutividade térmica do sólido. Quanto maior \kappa, mais rápido o sólido distribui calor internamente.
2. Convecção e radiação: na superfície, o sólido troca calor com o meio (ar, líquidos ou radiação) segundo coeficientes de convecção e emissividade. Isso determina a taxa de absorção ou dissipação na superfície.
3. Capacidade térmica e massa: como Q=m\,c\,\Delta T, corpos mais massivos ou com maior c absorvem mais energia para a mesma elevação de temperatura.

Passo 4

Os principais fatores que influenciam a absorção de calor por sólidos são:
  • Propriedades intrínsecas: calor específico c e condutividade \kappa.
  • Geometria e massa: mais massa m e área de superfície levam a maior capacidade e taxa de troca.
  • Diferença de temperatura: maior gradiente \Delta T acelera a transferência.
  • Condições de superfície: rugosidade, cor e emissividade afetam a absorção de radiação.

Resposta

Calor específico é a quantidade de calor Q que se deve fornecer a um corpo de massa m para que sua temperatura varie \Delta T, dado por c = Q/(m\,\Delta T). Em sólidos, a absorção de calor se dá por condução interna (Lei de Fourier), por convecção e radiação na superfície, e depende de propriedades como calor específico, condutividade térmica, massa, área exposta e gradiente de temperatura.

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