Calor Latente

Calor latente é a grandeza física relacionada à quantidade de calor que uma unidade de massa de determinada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, passe do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e vice versa. Durante a mudança de fase a temperatura da substância não varia, mas seu estado de agregação se modifica. O calor latente pode assumir tanto valores positivos quanto negativos. Se for positivo quer dizer que a substância está recebendo calor, se negativo ela está cedendo calor. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade é kJ/kg ( quiloJoule por quilograma). Outra unidade usual é caloria por grama (cal/g). A unidade caloria tende a desaparecer à medida que o SI vá sendo implantado pelos países que o aprovaram.

Para calcular o calor latente de uma subtância, basta dividir a quantidade de calor Q que a substância precisa ganhar ou perder para mudar de fase pela massa m da mesma.

Temos que L é o calor latente em kJ/kg ou cal/g.
Usaremos:
Lf - para calor latente de fusão.
Lv - para calor latente de vaporização.
Ls - para calor latente de solidificação.
Lc - para calor latente de condensação.

Exercício
(1) - Um bloco de gelo de massa igual a 300 g encontra-se a 0°C. Para que todo gelo se derreta, obtendo água a 0°C, são necessárias 24.000 cal. Determine o calor latente de fusão do gelo.

Resolução

Durante toda a mudança de fase a temperatura é constante, logo o calor é latente.

Q=m.L
24000 = 300 . L
L = 24000 / 300
L = 80 cal/g
Resposta: 80 cal/g

(2 - UFJF-MG) Um bloco de gelo com 5kg de massa encontra-se a -20ºC.
Dados:

	Calor específico (cal/g°C)	Calor Latente de fusão (cal/g)	Temperatura de Fusão
Gelo	0,50	80	0
Chumbo	0,031	5,9	327,3

a-) Calcule a quantidade de calor necessária para derreter completamente o bloco de gelo.
Resolução


O gelo está a -20°C, logo ele tem que chegar a 0°C, portanto Q = m . c . deltaT , logo
Q = 5000 . 0,5 . 20 => 50 000 cal

Depois tem a parte da transformação física Q = m . Lf , logo

Q = 5000 . 80 => 400 000cal // Somando as duas etapas chegamos ao resultado de que são necessárias 450 000 cal para derreter completamente o bloco de gelo

b-) Com o calor necessário para derreter o bloco de gelo calculado no item "a", qual seria a massa de um bloco de chumbo que poderia ser derretido, se esse bloco de chumbo estivesse, inicialmente, também a -20°C
Resolução


Temos: Q1 + Q2 = m .c . deltaT + m . L => 450 000 = m . 0,031 . 347,3 + m . 5,9

Fazendo os cálculos chegamos ao resultado de       m = 27 000,59g , ou seja, com o calor necessário para derreter o bloco de gelo, conseguimos derreter essa quantidade de massa de chumbo.

Fontes:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Calor_latente
http://www.efeitojoule.com/2010/06/exercicio-resolvido-calor-latente.html