A Tranferência de Calor

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO        

2 OBJETIVO        

3 MATERIAIS        

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL / METODOLOGIA        

5 RESULTADOS, DISCUSSÃO        

6 CONCLUSÃO        

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        

1 INTRODUÇÃO

Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, há uma troca de energia entre estes até o equilíbrio térmico ser atingido, ou seja, ambos os corpos atingirem a mesma temperatura. A energia térmica em movimento de um corpo para o outro decorrente apenas da existência de uma diferença de temperatura, é o que chamamos de calor. E a temperatura, denominamos como uma grandeza física que mede o grau de agitação das partículas de um corpo. Ela caracteriza, portanto, o estado térmico de um corpo.

A quantidade de calor que um corpo necessita de perder ou absorver para que sua temperatura sofra uma variação unitária, é chamada de capacidade térmica. A capacidade térmica e calor específico são grandezas físicas que permitem a conversão entre calor (energia) e variação de temperatura. Estas grandezas estão também relacionadas com as interações intermoleculares, a estabilidade de uma fase, a condutividade térmica e a capacidade de armazenar energia.

O calor específico é uma grandeza física que define a variação térmica de determinada substância ao receber determinada quantidade de calor sensível. Também é chamado de capacidade térmica mássica. Esta grandeza física representa-se pela letra c e no Sistema Internacional de Unidades (S.I.) exprime-se em (J/kg.K), em que J representa joule (unidade S.I. de energia), kg representa quilograma (unidade S.I. de massa) e K representa kelvin (unidade S.I. de temperatura).

No entanto, na prática, também é muito usual exprimir-se a capacidade térmica mássica em (cal/g.ºC), em que cal representa calorias, g representa gramas e ºC, graus Celsius.

A determinação da capacidade térmica mássica é de grande importância, uma vez que possibilita a previsão da quantidade de energia que é transferida por cada unidade de massa, quando a temperatura varia de um grau.

2 OBJETIVO

Verificar, experimentalmente, as trocas de calor envolvidas no processo, determinando o calor específico dos corpos de prova proposto pelo experimento.

3 MATERIAIS

• 01 Calorímetro
• 01 Balança analítica
• 01 Termômetro
• 01 Ebulidor elétrico
• 01 Béquer de 250 mL
• 01 Proveta graduada de 200 mL
• 01 Pipeta volumétrica
• 01 Cronômetro
• 03 Corpos de prova

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL / METODOLOGIA

1º Passo - determinou-se a massa do corpo de prova;

2º Passo - colocou-se aproximadamente 150 mL de água no Becker, e deixou-se ferver até a ebulição;

3º Passo - colocou-se a proveta sobre a balança analítica para que a mesma fosse zerada;

4º Passo - com a ajuda de uma pipeta volumétrica, mediu-se na proveta sobre a balança analítica 200 mL de água tirada da torneira;

5º Passo - colocou-se a água contida na proveta no calorímetro, agitou-se suavemente o conjunto durante 30 segundos;

6º Passo – com o termômetro, mediu-se a temperatura do conjunto (calorímetro com a água);

7º Passo - colocou-se o corpo de prova na água em ebulição, aguardou-se de 3 a 5 minutos e mediu-se a temperatura do corpo (temperatura da água em ebulição);

8º Passo - retirou-se o corpo de prova da água quente e colocou-se rapidamente no calorímetro;

9 Passo - durante o processo, observou-se seguidamente a temperatura indicada no termômetro, mediu-se a temperatura de equilíbrio térmico;

10º Passo - repetiu-se o processo do experimento duas vezes para os três corpos de prova.

5 RESULTADOS, DISCUSSÃO

Com o experimento obtivemos dados com base na análise de algumas variáveis como: variação da temperatura (.[pic 1]

Com os dados adquiridos através do experimento, utilizamos a equação abaixo para se obter o calor específico do corpo de prova:

mcp  ccp ´ = me   + ma  ca [pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

Sendo:

ma = massa da água;

mcp = massa do corpo de prova;

me = equivalente em água do calorímetro;

ccp = calor específico do corpo de prova;

ca = calor específico da água;

´ = variação de temperatura do corpo de prova;[pic 8]

 = variação de temperatura da água e do calorímetro.                                                                                                                    [pic 9]

Na tabela abaixo encontra-se os resultados obtidos através do experimento, estabelecendo o calor específico da água em 4186 J/kg.k.

Tabela 1: Dados coletados

Corpo de prova	Massa do corpo de prova (kg)	Massa da água (kg)	Temp. (ºC) inicial da água	Temp. (°C) da água e do calorímetro	Temp. (ºC) da água em equilíbrio	Valor (J/K) do equivalente em água do calorímetro
Alumínio	0,03012	0,2	23	25	98	440
Cobre	0,10034	0,2	23	26	98	440
Latão	0,09517	0,2	23	26	98	440