Massa Especifica de Um Material
Por: Weslley Picone • 7/4/2016 • Relatório de pesquisa • 1.598 Palavras (7 Páginas) • 1.043 Visualizações
RESUMO
Este relatório tem por objetivo descrever as experiências realizadas para determinar a massa específica de uma barra metálica e o calor específico de um sólido, tendo sido encontrados os valores de 7,822±0,06 g/cm3 para a massa específica da barra e (INSIRA AQUI VALOR DO CALOR ESPECÍFICO± INCERTEZA) para o sólido de (INSIRA AQUI O METAL).
Palavras-chave: calor específico, massa específica, (METAL), relatório, física experimental.
SUMÁRIO
1 Introdução
2 Fundamentação Teórica
3 Procedimento Experimental
4 Resultados e Discussão
5 Conclusões
REFERÊNCIAS
Introdução
A primeira experiência realizada (Prática 00) tinha por objetivo determinar a massa específica de uma barra metálica. A massa específica de um corpo foi definida na Antiguidade Clássica, na Grécia, por Arquimedes de Siracusa (287 a.C. – 212 a.C.). Segundo um arquiteto romano, Vitrúvio (70 a.C. – 25 a.C.), Arquimedes descobriu as propriedades de densidade dos corpos quando o rei Híeron II (270 a.C. – 215 a.C.) lhe pediu para que desvendasse a suposta fraude de um ourives, que teria trocado ouro por prata. Assim, segundo a história, Arquimedes entrou em uma banheira e percebeu que quanto mais afundava, mais água transbordava, formulando, então, a ideia de que corpos diferentes deslocam quantidades de água diferente, ou seja, possuem uma densidade. Quando achou esta solução para o problema do rei, Arquimedes saiu da banheira correndo, completamente nu, gritando a todos de sua casa “Eureka!” ou, traduzindo, “Achei!”.
A densidade de um corpo é dada pela relação de sua massa específica com a água. Já a massa específica é uma propriedade de um corpo, que não varia de um corpo maciço e homogêneo para outro e que se dá pela relação entre a sua massa por seu volume.
Pode-se dizer, então, que a partir da relação de massa específica com a água, o ourives foi descoberto e condenado pelo rei Híeron por ter roubado parte do ouro e o trocado por prata, pois o deslocamento de água de um objeto de ouro era diferente do deslocamento do objeto que o rei mandara fazer.
Atualmente, o conceito de massa específica tem grande aplicação nas engenharias civil e mecânica, indústrias químicas e na logística de processos industriais, pois se pode determinar a densidade de solos (para determinar se construções são viáveis), compostos sólidos granulados (determinando, assim, a melhor forma de transporte destes produtos) e a proporção de certos componentes em agregados (composição química).
Já no segundo experimento aqui descrito (Prática 10), o objetivo era de se determinar o calor específico de um corpo de (METAL) utilizando um calorímetro. O calor específico é um valor constante que depende apenas da natureza do corpo em questão e pode ser definido como a quantidade de calor que uma substância cede ou recebe para que um grama desta tenha a temperatura alterada em 1ºC.
Este conceito, juntamente com outros ligados à calorimetria, foi introduzido pelo médico, químico e físico francês Joseph Black (1728 – 1799), considerado como criador da calorimetria e, juntamente com Lavosier (1743 – 1794), um dos pioneiros da Química Moderna. Sua teoria sobre o calor latente marcou o início do estudo da termodinâmica e, com isto, derrubou as teorias vigentes na época de que o calor era uma substância fluida chamada de calórica, mas sim energia. Assim, para fins termodinâmicos, usa-se a unidade de energia chamada caloria, que corresponde à aproximadamente 4,18 Joules, medida usual para energia.
Para chegar à conclusão de que substâncias diferentes possuem calores específicos diferentes, Black testou as capacidades térmicas de várias substâncias e conseguiu, portanto, determinar que essa propriedade das substâncias se dê por calorias por gramas por graus Celsius (cal/goC). Ou seja, o calor específico independe da massa ou volume de um objeto, mas apenas de sua composição química.
Aplicações do calor específico estão voltadas à capacidade de um material ser aquecido ou resfriado e, portanto, o calor específico de uma substância irá classificá-la como compatível ou não com as necessidades da indústria. Como, por exemplo, uma indústria de panelas procuraria por um material com pequeno calor específico e alta temperatura de fusão.
Fundamentação Teórica
A incerteza padrão no resultado final () é dada por:[pic 1]
[pic 2]
Massa específica da peça:
[pic 3]
Para determinar o calor específico do bloco em unidades SI foi utilizado o seguinte calculo:
[pic 4]
Ou seja, como não há troca de calor com o meio a soma total do calor é igual à zero. Arrumando a equação fica:
[pic 5]
Procedimento Experimental
Na prática da determinação da massa especifica de uma barra foram utilizados uma régua de 30 cm, um paquímetro, um micrômetro e uma barra metálica.
Com a barra metálica fornecida, foram feitas 5 medidas de comprimento (C) com a régua, 5 medidas de largura (L) com o paquímetro e 5 medidas da espessura (E) com o micrômetro. Depois foi calculado a média e o desvio padrão da media para cada conjunto de medidas. Com as médias, foi calculado o volume, e com o volume e a massa da barra a massa específica da peça. Com todos os dados obtidos foi calculado os erros de cada medição, em seguida se propagou os erros nas medições.
No experimento sobre a medida do calor específico de um sólido, foram utilizados: um bloco de metal, que no nosso caso era o latão, um calorímetro e um termômetro.
Medimos a massa do bloco de metal e da água utilizada no experimento. Sequencialmente, resfriou a água, com uma barra de gelo encapsulada, no calorímetro até que não houvesse mais mudanças na temperatura, sendo assim a temperatura inicial (Ti). Ao mesmo tempo em que foi resfriada a água o bloco de metal foi colocado na água que foi aquecida até ferver, quando isso aconteceu foi anotado a temperatura de ebulição da água (Teb). O metal foi retirado e colocado rapidamente no calorímetro. Em seguida, observou-se a variação da temperatura da água no calorímetro até que houve um equilíbrio na temperatura, anotou-se essa temperatura (Tf). Com todos os dados coletados foi feito então o calculo do calor específico do bloco em unidades SI.
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