OBJETIVOS

Determinar a capacidade térmica de um calorímetro.

Determinar o calor específico de vários sólidos.

MATERIAL

Calorímetro com agitador.

Água.

Amostras de ferro, alumínio e cobre.

Balança.

Termômetro.

Fonte de calor.

IINTRODUÇÃO

Quando dois corpos com temperaturas diferentes entram em contato (direto

ou não) este sistema tende a chegar ao equilíbrio, através de um fluxo de calor. A

noção de calor é também útil em outras situações na descrição de fenômenos

térmicos. Como o calor é uma forma de transferência da energia, ele pode ser

medido em unidades de energia como o joule. Entretanto, historicamente, foi

adotada uma unidade independente de quantidade de calor, a caloria, cujo uso

persiste até hoje.

A capacidade térmica não deve ser interpretada como a quantidade de calor

que um corpo pode absorver, pois ela significa, simplesmente, o calor necessário

para variar em uma unidade a temperatura do corpo.

A capacidade térmica de um corpo é diretamente proporcional à sua massa,

ou seja, quanto maior a massa, maior a capacidade térmica.

Considerando que não haja mudança de estado quando um corpo recebe ou

perde calor, a razão entre a capacidade térmica e a massa do corpo recebe o nome

de calor específico.

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Figura 1: Determinação do equivalente em água do calorímetro.

Figura 2: Determinação do calor específico do sólido.

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PROCEDIMENTO DA EXPERIÊNCIA

PROCEDIMETO 1

Para ser medida a capacidade calorífica realizamos o seguinte procedimento:

Colocamos uma massa de 100g de água no calorímetro (m’)

Esperamos entrar em equilíbrio térmico e anotamos a temperatura t0.

Aquecemos 100g de água para q fique T = t0 + 10ºC

Aguardou–se a mistura entrar em equilíbrio térmico (t).

Foi obtido: m = 100g t0 = 26º C

m’ = 100g t = 30º C

c0 = 1 cal/gº C C = 50 cal/ºC

T = 36º C

PROCEDIMENTO 2

Foi colocado 200g de água (m’) à temperatura ambiente t0.

A substância que se quer calcular o calor específico c foi aquecida à uma

temperatura T.

Colocou-se no calorímetro a substância em teste. Rápido, para que não haja

perca de calor.

Esperamos a temperatura entrar em equilíbrio (t).

Obtivemos a TABELA 9.1

MATERIAL M m’ m0 T t0 T C

ALUMINIO 60,2g 200g 50g 100ºC 26ºC 30ºC 0,237

COBRE 151,3g 200g 50g 100ºC 26ºC 32ºC 0,145

FERRO 104,5g 200g 50g 100ºC 26ºC 30ºC 0,136

QUESTIONÁRIO

1. Lembrando que o calor específico da água é maior que o da areia,

explique por que as brisas marítimas sopram, durante o dia, do mar para

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a terra, e, à noite, em sentido contrario. Discuta a influencia destes fatos

sobre o clima das regiões à beira-mar.

Como o mar (basicamente água, com alto calor específico) se aquece

mais lentamente que a terra (seca), durante o dia a terra se aquece mais

rapidamente que o mar, criando térmicas que se deslocam para cima e

provocando o vento vindo do mar para substituir este ar que se aqueceu.

À noite o efeito é ao contrário, a terra se esfria rapidamente e o mar

permanece quente. As térmicas se localizam sobre o mar, o ar frio da terra vai

em direção ao mar para repor o ar quente que se elevou.

2. O calor pode ser absolvido por uma substância sem que esta mude sua

temperatura?

Não, pois o calor só será absorvido se a temperatura variar. Para que

essa situação ocorresse, teria que se liberar todo o calor absolvido ao mesmo

tempo, para que não ocorresse variação de temperatura.

3. Quando um objeto quente esquenta um frio, suas mudanças de

temperatura são iguais em magnitude? De exemplo extraído desta

prática.

Essa situação só ocorrerá se os dois objetos tiverem a mesma massa e

o mesmo calor específico, assim como, no primeiro procedimento

experimental.

4. Dois sólidos de massas diferentes, a uma mesma temperatura, recebem

iguais quantidades de calor e sofrem a mesma variação de temperatura.

Que relação há entre seus calores específicos?

Q1 = Q2 m1 c1 T = m2 c2 T c1/c2 = m2/m1.

5. Consultar a Literatura Científica de modo a obter os calores específicos

das substancias a baixo. Obs.: citar a fonte consultada.

Alumínio – 880 J/kg.K (Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Manual de Física

Elemental. Editorial Mir 1975, pág 74-75);

Cobre – 390 J/kg.K (Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Manual de Física

Elemental. Editorial Mir 1975, pág 74-75);

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Ferro – 450 J/kg.K (Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Manual de Física

Elemental. Editorial Mir 1975, pág 74-75);

Ouro – 130 J/kg.K (Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Manual de Física

Elemental. Editorial Mir 1975, pág 74-75);

Prata – 235 J/kg.K (Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Manual de Física

Elemental. Editorial Mir 1975, pág 74-75);

Mercúrio 138 J/kg.K (Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Manual de Física

Elemental. Editorial Mir 1975, pág 74-75);

Água – 4,186 J/k.gm (Tipler, Paul A., Física para Cientistas e Engenheiros, 4a

ed., WH Freeman, 1999.);

Latão = 0,092 cal/gºC (http://www.infoescola.com/fisica/calor-latente-e-calor-

especifico/)

CONCLUSÃO

Esta prática foi importante, pois podemos determinar os calores específicos

com o auxílio de um calorímetro. Trabalhamos basicamente com três substâncias

(Cu, Al e Fe) e usamos os valores de seus calores específicos achados no

experimento e comparamos com os valores da literatura científica. Pudemos concluir

que os valores foram aproximados, com uma margem de erro satisfatória.

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

DIAS, Nildo Loiola. Roteiros de aulas práticas de física. Universidade Federal do

Ceará, 2010;

Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Manual de Física Elemental. Editorial Mir 1975, pág

74-75;

Tipler, Paul A., Física para Cientistas e Engenheiros, 4a ed., WH Freeman, 1999;

<http://translate.google.com.br/translate?hl=ptBR&langpair=en|pt&u=http://

hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/tables/sphtt.html> acesso 27/09/2010 as

20:30;

<http://www.fisica.ufs.br/CorpoDocente/egsantana/estadistica/otros/calorimetro/

calorimetro.htm> acesso 27/09/2010 as 21:00;

<http://www.infoescola.com/fisica/calor-latente-e-calor-especifico/> acesso

27/09/2010 as 21:10.

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