O calor e a eletricidade são duas formas de energia que mantem certas relações que passaremos a estudar.

Quando uma corrente elétrica passa por um condutor, o condutor se aquece. Esse fenômeno é chamado efeito Joule. Assim, todo mundo sabe que uma lâmpada se aquece quando funciona. E que os fogões elétricos, os fornos elétricos, etc. utilizam a corrente elétrica para produção de calor.

A quantidade de calor libertada pela passagem da corrente elétrica pode ser calculada pela aplicação do 1^o princípio da Termodinâmica, também chamado princípio da equivalência. Seu enunciado é: “quando há transformação da quantidade de energia W na quantidade de calor Q, ou vice-versa, o quociente de W por Q é constante, quaisquer que sejam W e Q ”. Significa que:

(constante)

Resulta: Q = W/J. O inverso de J se representa por A. Então:

J é chamado equivalente mecânico da unidade de quantidade de calor.

Unidades

Lei de Joule

Já vimos que, quando a corrente de intensidade I circula por um condutor de resistência R durante o tempo t, a energia necessária para que essa corrente circule vale:

Essa energia elétrica absorvida pela resistência elétrica é transformada totalmente em calor, isto é, a produção de calor é inerente à passagem da corrente (por isso é que é muito frequente dizermos energia “dissipada” por uma resistência). Em virtude das fórmulas e a quantidade de calor desprendida é dada por uma das expressões:

ou

Qualquer uma dessas quatro expressões é chamada de lei de Joule.

Quando se usa o sistema CGSES deve-se avaliar R, I e V em ues CGS; t em seg; cal/erg; Q em pequenas calorias.

Quando se usa o sistema MKS deve-se avaliar R em W; V em v; I em A; t em seg; A = 0,24 cal/joule; Q em pequenas calorias.

Exemplo

Qual a quantidade de calor libertada durante 10 minutos pela passagem de uma corrente de 5 ampères por um condutor de resistência 2 ohms?