Um corpo contém uma determinada quantidade de calor, que pode existir de duas formas:
- sensível;
- latente.
Calor sensível
Quando o calor é adicionado ou extraído de uma substância sem que haja mudança de estado físico, a temperatura aumenta ou diminui.
O calor assim adicionado ou extraído é conhecido como calor sensível, uma vez que a transferência de calor pode ser sentida ou medida por um termômetro.
Exemplos deste fato são comuns na vida cotidiana. Se 1 kg de água a 60°C é aquecida a 90°C, a mudança de temperatura pode ser medida com um termômetro ou sentida pela mão. Neste exemplo 30 Kcal foram adicionadas e a diferença resultante em temperatura pode ser sentida.
Isso representa uma mudança no calor sensível.
Calor latente
Como vimos anteriormente, calor sensível é a adição ou extração de calor em uma determinada substância sem que haja mudança de estado, mas que pode ser medida. Quando adicionamos ou extraímos calor de uma substância e ocorre mudança de estado, sem aumento ou diminuição de temperatura, damos o nome de calor latente.
Algumas formas de calor latente:
- calor latente de solidificação: e a quantidade de calor que e necessário retirar de um corpo para fazê-lo passar do estado líquido para o sólido, sem baixar a sua temperatura;
- calor latente de fusão: e a quantidade de calor que e necessário ceder a um corpo, para fazê-lo passar do estado sólido para o líquido, sem elevar a sua temperatura;
- calor latente de vaporização: é o calor usado para transformar 1kg de água em vapor sem que haja mudança de temperatura. Isto é o que acontece no condensador do refrigerador. O gás refrigerante cede o seu calor latente
de vaporização ao meio ambiente.
O calor latente é a energia da disposição e separação das moléculas. Ele não pode ser medido com um termômetro.
O calor total de uma substância é igual a soma de seus calores latente e sensível. Tanto o calor sensível quanto o latente entram nos espaços e tornam-se uma carga de resfriamento que deve ser removida pelo equipamento de refrigeração.
É importante perceber que a quantidade de calor para transformar o estado de uma substância (calor latente) em geral é muito maior do que para elevar a temperatura dela.
O calor latente e a refrigeração
Na refrigeração a física envolvendo o calor latente é muito importante. Aplicações desse princípio é que tornam possível atingir a temperatura desejada.
Quando uma substância passa de líquido a vapor sua capacidade de absorver calor é muito grande. Essa característica é utilizada na refrigeração mecânica.
A temperatura que uma substância troca seu estado físico depende da pressão. Quanto mais alta for ela, maior a temperatura necessária para ocorrer a mudança. O oposto também é verdade. Se a pressão é diminuída, a temperatura na qual ocorre a mudança de estado também baixa.
O calor latente e a refrigeração
Um líquido sobre baixa pressão ferve a uma baixa temperatura. Se o vapor resultante for comprimido, ele se condensará de novo como líquido a uma temperatura mais alta.
Nos modernos equipamentos de refrigeração como refrigeradores, freezers e ares-condicionados, o refrigerante líquido é bombeado sobre pressão para o evaporador. No evaporador ocorre uma grande queda de pressão e o refrigerante vaporiza-se, absorvendo calor do evaporador. Isso produz uma baixa temperatura e esfria o evaporador.
O compressor bombeia o refrigerante vaporizado para fora do evaporador. Ele comprimi o refrigerante e envia-o para o condensador onde o calor absorvido pelo evaporador é eliminado no ar atmosférico. Perdendo esse calor o refrigerante torna-se líquido novamente e o processo se reinicia – daí o nome de ciclo de refrigeração mecânica.