Calor latente de fusão do gelo

CALOR LATENTE DE FUSÃO DO GELO.

[pic 5]

1. Introdução

Sabe-se que quando duas ou mais substâncias com diferentes temperaturas entram em contato, elas entram em um sistema de troca de calor para atingir o equilíbrio térmico.

A letra “Q” é utilizada para representar a quantidade de calor, essa quantidade de calor depende da natureza do material do objeto a ser analisado e da variação de temperatura necessária; por exemplo: para elevar a temperatura de um quilograma de água em 1°C, é necessário um “Q” de 4190 Joules, enquanto o “Q” do alumínio nas mesmas condições é de 910 Joules.

Com todas essas relações podemos determinar que:

 (1.1)[pic 6]

Sendo determinado como calor específico,  como massa do corpo de prova e   como a variação da temperatura (final – inicial).[pic 7][pic 8][pic 9]

As mudanças de estado físico de uma substância pura em pressão constante necessitam de uma quantidade de calor que a massa dessa substância deve ganhar ou ceder para a vizinhança, essa transformação de estado requer uma grandeza física que é a quantidade de calor por unidade de massa, chamado calor latente. Durante esse processo a temperatura do sistema se mantem constante enquanto a organização molecular da substância se modifica.

[pic 10]

[pic 11]

Sabendo que calor latente é a quantidade de calor por massa, quando aplicado no sistema internacional, sua unidade é , ou .[pic 12][pic 13]

Para o estudo desse ramo da física (calorimetria), o uso de um instrumento físico é muito utilizado: o calorímetro, que é um recipiente com isolamento térmico muito útil para experimentos de equilíbrios térmicos, geralmente para determinar o calor específico de materiais.

2. Objetivos

Estudar o processo de transformação de fase de uma substância, pela determinação do calor específico e do calor latente.

3. Detalhes do Experimento

3.1 Materiais

Béquer Uniglas 1000 mL;

Béquer Uniglas 250 mL;

Calorímetro de duplo vaso com resistor – Cidepe;

Termômetro (S 1°C / P 0,5°C);

Luvas térmicas Grip Volk;

Ebulidor Mergulhão Para aquecer água Rabo Quente;

Balança DIAMOND 500Gr (S 0,1g / P 0,1g).

3.2 Procedimento

3.2.1 Parte 1

Uma massa de água conhecida foi adicionada ao calorímetro. Mediu-se sua temperatura inicial.

Outra massa de água conhecida foi aquecida. Mediu-se sua temperatura e adicionou-se ao calorímetro rapidamente. Assim as massas de água foram misturadas, a temperatura final do sistema foi também medida.

Com esses dados, foi possível calcular a capacidade térmica do calorímetro.

3.2.2 Parte 2

Nessa parte foi determinado o calor latente de um sistema água e gelo.

Uma determinada massa de água aquecida foi adicionada ao calorímetro, e foi medida a temperatura inicial do conjunto. Este, foi pesado

Após essa etapa, uma certa massa de gelo foi adicionada ao sistema, que foi pesado em balança analítica logo após para determinar a massa de gelo.  

A temperatura do equilíbrio foi anotada para a determinação do calor latente.

4. Resultados e Discussão

Na parte 1, para determinar a capacidade térmica do calorímetro, obteve-se os dados a seguir:

Tabela I – Dados obtidos: Parte 1

Dados	Água (fria)	Água (quente)
Massa (g)	63,9 ± 0,1	155,7 ± 0,1
Temperatura inicial (°C)	21,0 ± 0,5	60,9 ± 0,5
Temperatura final do sistema (°C)	47,5 ± 0,5

Com esses dados, calculou-se então a capacidade térmica do calorímetro:

[pic 14]

Na parte 2, para determinar o calor latente do sistema de água e gelo, foram obtidos os dados a seguir:

                                                      Tabela II – Dados obtidos: Parte 2