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Calor latente: o calor entra e o termômetro para

Na mudança de estado a energia vai toda para rearranjar as moléculas; a temperatura fica parada.

caiu 5× no ENEM · 2010 (2) · 2024 · 2023aula de 2 minutos
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Em 60 segundos

Calor latente é a energia que muda o estado físico sem mudar a temperatura: Q=m LQ = m\,L. Enquanto o gelo derrete a 0 °C ou a água ferve a 100 °C (1 atm), o calor que entra só afasta as moléculas e o termômetro fica no patamar. Fusão, vaporização e sublimação absorvem calor; solidificação e condensação liberam a mesma quantidade. Na água, Lvap≈2 260L_{vap} \approx 2\,260 kJ/kg, mais de 5 vezes o calor para aquecê-la de 0 a 100 °C. O ponto de ebulição não é fixo: cai quando a pressão cai. E mudar de estado é físico: a molécula continua H₂O.

Q=m L(sem ΔT)Q = m\,L \qquad (\text{sem } \Delta T)

  • ✓

    Durante a mudança de estado a temperatura fica constante

  • ✓

    Q = m·L na mudança de fase; Q = m·c·ΔT fora dela

  • ✓

    Fusão e vaporização absorvem; solidificação e condensação liberam

  • ✓

    Pressão menor → ferve a temperatura menor (panela de pressão: maior)

  • ✓

    Muda a fase, não a substância: só o arranjo das moléculas muda

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Veja funcionando

fusão: absorve Lvaporização: absorve Lcondensação: libera Lsolidificação: libera Lsublimação: absorve L
Sólido: rede ordenada
Líquido: próximas, móveis
Gás: afastadas, livres
Indo para o estado mais desordenado a substância absorve calor latente; voltando, devolve a mesma quantidade. Em todas as setas a temperatura fica constante.

🎛️ Mude a massa e a potência e observe os dois trechos planos: o aquecedor continua dando calor, mas a temperatura só volta a subir quando a mudança de estado termina.

🧪 Simulação

Curva de aquecimento da água

Gelo a −20 °C num aquecedor de potência constante até virar todo vapor. Valores: c(gelo) 2,1 e c(água) 4,18 kJ/kg·°C; L(fusão) 334 e L(vaporização) 2 260 kJ/kg.

Aquecendo o gelo até 0 °C
0,7 min
Patamar da fusão (0 °C)
5,6 min
Aquecendo a água de 0 a 100 °C
7 min
Patamar da ebulição (100 °C)
37,7 min
Tempo total
51 min
Calor latente de fusão (m·Lf)
334 kJ
Calor latente de vaporização (m·Lv)
2.260 kJ
Patamar da ebulição ÷ aquecimento da água
5,4
01020304050-20020406080100tempo com o aquecedor ligado (min)temperatura (°C)fusão: T paradaebulição: T parada
As rampas são calor sensível (m·c·ΔT); os trechos planos são calor latente (m·L).

Derreter 1 kg de gelo pede 334 kJ (5,6 min parado em 0 °C); vaporizar tudo pede 2.260 kJ (37,7 min parado em 100 °C), 5,4 vezes o tempo de aquecer a água de 0 a 100 °C.