Calor Específico De Um Sólido

EXPERIÊNCIA 01 │ CALOR ESPECÍFICO DE UM SÓLIDO.

Introdução

Para que a temperatura de qualquer material seja elevada, é necessário que seja fornecido calor ao material. Porém para que a temperatura seja elevada de qualquer material, as quantidades de calor fornecidas variam em cada caso. Então, a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de pelo menos 1ºC a massa unitária de um material depende de sua capacidade em absorver este calor, capacidade esta de absorver calor que é característica própria de cada substância.

Para demonstrar essa contestação, foi realizado um experimento no qual é aquecido um sólido e posteriormente colocado na água fria, sendo assim sabe-se que a água irá esquentar, e o sólido esfriar. Ou seja, ocorre uma transferência de calor do sólido quente para a água fria. Transferência esta que cessa no momento em que tanto a água como o sólido estiver na mesma temperatura, ou seja, quando é atingindo a temperatura de equilíbrio.

A razão entre a quantidade de calor fornecida no sistema é denominado de capacidade térmica da água:

C_a= 〖∆Q〗_a/〖∆T〗_a

Ca = capacidade térmica da água

Qa = quantidade de calor

∆Ta = acréscimo da temperatura

A capacidade térmica do sólido é então definida da seguinte maneira:

C_s= 〖∆Q〗_s/〖∆T〗_s

Em outras palavras o princípio da calorimetria estuda o calor. Forma esta de energia em trânsito que é transferida de um corpo com maior temperatura para um corpo de menor temperatura.

Trocas de Calor

A definição de calor é usada apenas para indicar a energia que está sendo transferida.

Grandeza Unidade de Medida (SI) Outras Unidades

Quantidade de Calor (Q) Joule (J) Caloria (Cal)

Capacidade Térmica Joule/Kelvin (J/K) Caloria/°C (cal/°C)

Quando ocorre variação de temperatura sem que ocorra mudança no estado físico da matéria, diz-se que o calor é sensível, que pode ser calculado pela equação:

Q=m ∙c ∙ ∆T

Q = quantidade de calor

m = massa do corpo

c = calor específico

∆T = variação da temperatura

Para que ocorra a variação unitária da temperatura na unidade de massa, a quantidade de calor necessária para que ocorra essa variação é denominada de calor específico, é uma grandeza que depende da composição de cada substância, sendo assim o calor específico é uma propriedade do material.

c=Q ∙m ∙ ∆T

Capacidade Térmica é a quantidade de calor que produz no corpo uma variação unitária de temperatura. Matematicamente podemos escrever a capacidade térmica pela equação:

Q=C ∙ ∆T

C = Capacidade Térmica

Q = Quantidade de Calor cedida ou recebida pelo corpo

∆T = Variação da Temperatura

O Princípio das Trocas de Calor diz que o somatório da quantidade de calor em um sistema deve ser nulo. O somatório pode ser representado matematicamente, onde Qn é a quantidade de calor de cada corpo, por:

Q_n= Q_1 〖+ Q〗_2+⋯+Q_n=0

Objetivos

O presente relatório descreve um experimento que visa determinar a quantidade de calor em um sistema, onde o calor será trocado entre a água, o corpo de prova (sólido) e o calorímetro, experiência essa baseada nos princípios de Troca de Calor.

Materiais

Material necessário

01 Calorímetro com capacidade de 230 ml;

01 Proveta 150 ml;

01 Termômetro – 10° C a 110° C;

01 Megulhão;

01 Becker 500 ml;

03 Corpos de prova;

01 Carretel de linha.

Procedimentos

Experiência 1

Determinar a massa do corpo de prova.

m1= 91,98 g

Colocar água no Becker 350 ml e aquecer (COM MERGULHÃO) até a ebulição.

Medir na proveta aproximadamente 100 ml de água tirada da torneira.

Determinar a massa de água contida na proveta. (1 ml = 1g)

m2 = 100,23 g

Colocar esta água no calorímetro, agitar suavemente o conjunto durante 30s.

Medir a temperatura do conjunto (calorímetro com a água).

θ1 = 27,3 °C

Colocar o corpo de prova na água em ebulição.

Aguardar alguns minutos e medir a temperatura do corpo (temperatura de água em ebulição).

θ2 = 96,6 °C

Retirar o corpo de prova da água quente e colocá-lo rapidamente no calorímetro. Agitar o conjunto suavemente.

Obs. Durante o processo, observar seguidamente a temperatura indicada no termômetro. Aguardar até que a temperatura se estabilize.

Resultados

Experiência 1

Medir a temperatura de equilíbrio térmico.

θε = 36,8 °C

Calcular o calor específico do corpo de prova aplicando o Princípio das Trocas de Calor apresentado no experimento 1. Considerar Ccalorímetro = 27 cal/°C e cágua = 1 cal/g°C.

Q = 0

A capacidade térmica para cada experiência do calorímetro