calor

Calor é o termo associado à transferência de energia térmica de um sistema a outro - ou entre partes de um mesmo sistema - exclusivamente em virtude da diferença de temperaturas entre eles. Designa também a quantidade de energia térmica transferida em tal processo. Calor não é uma propriedade dos sistemas termodinâmicos, e por tal não é correto afirmar que um corpo possui mais calor que outro, e tampouco é correto afirmar que um corpo "possui" calor. Os corpos (ou sistemas) possuem energia interna, essa composta por duas parcelas, a energia térmica e a energia potencial (energia química). Os conceitos de energia interna ou mesmo de energia térmica não devem jamais ser confundidos com o conceito de calor; que implica sempre energia térmica em trânsito ou transferida devido a uma diferença de temperaturas.O calor é uma das duas formas possíveis para se transferir energia de um sistema a outro; e expressa a quantidade de energia transferida através da fronteira comum aos sistemas. Dá-se portanto sem a associação causal direta com eventuais variações nos volumes dos sistemas, mesmo considerado que, em alguns casos, variações de volume acabem por secundariamente levar à existência de calor, mediante a indução prévia de diferenças de temperaturas.
O calor descreve a parcela da energia transferida entre dois sistemas que não pode ser associada à execução de trabalho mecânico, este último correspondendo à segunda entre as duas formas possíveis de transferência de energia entre os dois sistemas - ou partes de um sistema - em consideração. O trabalho associa-se à energia transferida em virtude do movimento da fronteira comum aos sistemas - e não da energia transferida através dessas - e portando o trabalho encontra-se sempre diretamente associado às variações nos volumes dos sistemas em interação.
O calor é geralmente simbolizado em Física pela letra Q, e, por convenção, se um corpo recebe energia sob a forma de calor - o que leva, em ausência de trabalho, a um aumento de sua energia interna U - o calor Q é dito positivo; e se um corpo cede energia sob a forma de calor - o que leva, em ausência de trabalho, a uma redução de sua energia interna - o valor de Q é negativo.
Há em essência três formas de calor: calor por radiação, calor por convecção e calor por condução. Das três, a única que dá-se em ausência de meio material é a primeira.
Embora a caloria (cal) corresponda à unidade usualmente empregada, a unidade para a medida de calor no Sistema Internacional (SI) é o joule (J). Uma caloria corresponde a aproximadamente 4,18 joules. De uso não pouco comum é também a unidade imperial BTU - British Termal Unit, em português, unidade térmica britânica. A BTU equivale a aproximadamente 252,2 calorias.

O conceito de calor utilizado pela população é o já há muito estabelecido em senso comum, conceito esse notoriamente ainda apegado à ideia do calórico; fluido cuja existência há muito já foi contestada pela ciência. Em pleno verão ou mesmo no outono, as pessoas costumam reclamar da temperatura: "Que calorão!"; "Que calor insuportável!"; e vestem roupas leves quando a temperatura sobe a fim de diminuir o calor; e se agasalham quando a temperatura ambiente cai a fim de "conservarem o calor" de seus corpos e não exporem seus organismos às alterações térmicas que prejudicariam sua estabilidade. Poucas são as vezes nas quais acabam acertando nas expressões, e quando o fazem, o fazem contudo por motivos ainda incorretos: o ar refrigerado dá uma agradável sensação de bem-estar porque é regulado para manter o calor em nível agradável, sejam quais forem as alterações climáticas que ocorram no ambiente externo.
É certamente correto afirmar que o corpo humano é, tanto fisiologicamente quanto sensorialmente, sensível ao calor. Embora fisiologicamente também sensível à temperatura, sensorialmente, a percepção de quente ou frio que o sentido do tato provê encontra-se associada ao calor entre o corpo e o meio, e não à temperatura do corpo ou ambiente em questão. Quando há calor em demasia do corpo para o ambiente, tem-se a sensação e reações orgânicas associadas ao "frio"; e quando há pouco ou nenhum calor do corpo para o ambiente - ou mesmo calor do ambiente para o corpo, o que ocorre em condições não muito frequentes - tem-se a sensação de "quente", ou de forma notoriamente controversa, a "sensação de calor" em senso comum.
Sendo o tato dotado de um sensor de calor e não de temperatura, esse jamais deve ser usado como termômetro para inferir a temperatura de uma outra pessoa; sob pena de incorrer-se em equívocos, que não obstante podem implicar inclusive o risco de morte. A fim de se estabelecer corretamente se um pessoa está ou não com febre, e se por tal essa deve ou não ser medicada com antipiréticos, deve-se usar um termômetro clínico, jamais o tato.
Além de ligar-se ao bem-estar, o calor também é muito importante no cotidiano. Com o calor cozinham-se os alimentos, aquece-se a água, secam-se a roupas, evapora-se o suor, e é graças a ele que diversos outros fenômenos indispensáveis à vida moderna ocorrem.
Na indústria, o calor é utilizado para levarem-se os minérios dos metais ao ponto de fusão para que, a partir dos metais reduzidos, produzam-se variados utensílios, de arados a armas de guerra. Calor é necessário para preparar a cerâmica, para produzir papel, tecidos e vidro. O calor obtido a partir da queima de combustível em motores é a fonte primária de energia utilizada para movimentar máquinas térmicas, como automóveis, navios, aviões e foguetes. Nas usinas termoelétricas e nucleares, o calor aquece o fluido até o ponto de ebulição, e o vapor gerado faz girar as turbinas que estão ligadas a geradores, e nesse ponto temos a transformação de energias mecânica em energia elétrica.
O calor, quer associado a finalidades antrópicas quer não, provém de diversas fontes. Praticamente todas, incluso as mais relevantes ao ser humano, remontam de alguma forma, à exceção da energia nuclear, ao sol ou à dinâmica de formação do sistema solar.
Embora certamente evidente no dia-a-dia, só recentemente a natureza do calor foi compreendida pela ciência. Até o final do século XVIII os cientistas propunham que o calor era uma espécie de fluido imponderável - sem massa e invisível - que, quando presente, aquecia, ou em ausência, resfriava os corpos. Deram a essa substância o nome de calórico, e o equilíbrio térmico era mantido quando os corpos ganhavam ou perdiam calórico.
Antecedendo o conceito de calórico, nos primórdios do estudo da criogenia houve inclusive a hipótese de que um "fluido frio", e não o calórico, é que seria o fluido atrelado à temperatura dos corpos. Tal hipótese foi a que fundamentou a proposta inicial da escala célsius de temperatura; nela definindo-se que à água em ebulição associar-se-ia a temperatura de zero graus célsius; e que tal fluido congelar-se-ia à temperatura de cem graus célsius; sendo tais temperaturas de referência intercambiadas somente algum tempo depois. A temperatura era notoriamente entendida à época, hoje sabido de forma incorreta, como uma medida da concentração de calórico, ou de "fluido frio", em um dado corpo.
Em 1798, o físico Benjamim Thompson, mais conhecido como Conde Rumford, em seus trabalhos de perfuração de tubos de canhão para o exército inglês, observou que o atrito aquecia os metais, e que as temperaturas elevadas perduravam por algum tempo nas peças atritadas. Podendo essas contudo serem continuamente reaquecidas via atrito, o calor não tardou em ser reconhecido como uma forma de energia passível de ser obtida a partir do trabalho mecânico. Seguindo a linha de raciocínio, o químico inglês Juchg Heghref propôs que essa hipótese poderia ser facilmente demonstrada, bastando para tal esfregarem-se dois blocos de gelo, o que os aqueceria e os levaria ao derretimento, mesmo esses inicialmente não possuindo ou possuindo pouco calórico. Mantida a hipótese do calórico, essa deveria implicar a possibilidade desse ser produzido a partir do nada.
Foi o físico alemão Hermann Von Helmholtz que, em 1847, estabeleceu a definição de calor como uma forma de energia, afirmando que para todas as formas de energia há o equivalente em calor. A ideia foi posteriormente corroborada por seu colega inglês James Prescott Joule. Construindo um aparelho simples, que aproveitava o trabalho mecânico produzido pela queda de corpos, Joule mediu a quantidade de energia mecânica necessária para elevar por agitação a temperatura de uma certa quantidade de água, e por comparação, estabeleceu o equivalente mecânico do calor.
O avanço que seguiu-se no tocante aos estudos na área, sobretudo impulsionados pela importância histórica do advento das máquinas térmicas, mostrou efetivamente que, assim como o movimento produz calor, o calor, por sua vez, também pode produzir movimento. Seguindo-se o curso histórico, gradualmente a antiga hipótese do calórico digladiou-se com a hipótese da atualmente bem-estabelecido energia térmica e, perdendo a batalha, a hipótese do calórico acabou suprimida do paradigma moderno concernente à termodinâmica dos sistemas físicos.

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