Determinação do calor específicoEngenharia Életrica, 04 5FERS-NT4

DINIZ, Heitor¹; HENRIQUE, Pedro Cesár Damasceno²; LISBOA, Tuane Silva Paixão³

Entregue ao professor Alexandre da Silva Santos da disciplina Fenômenos Oscilatórios e Termodinâmica

Resumo: Este relatório busca conhecer o significado dos da Calorimetria através de seu estudo experimental por meio de fórmulas e gráficos. Através do presente estudo, entendeu-se que o calor é uma das muitas formas em que a energia se apresenta na natureza, contudo ela não é uma propriedade de um corpo, ao contrario, por exemplo, da energia cinética. É uma energia que flui entre um sistema e a sua vizinhança devida a uma diferença de temperatura entre elas. Foram realizados experimentos a fim de comparar os resultados obtidos com o tema supracitado. Todos os resultados encontrados estarão descritos em tabelas sendo eles justificados em gráficos e equações.

Palavras-chave: Calorimetria,relatório,experimento,resultado,calor específico.

I. INTRODUÇÃO

Este relatório trás o conhecimento de algumas definições necessárias sobre calorimetria para sua compreensão e tem como objetivo familiarizar os conceitos de calor, troca de calor e calor especifico, explicitando-os através de experimentos. Segundo HALLIDAY, 2006 calor é uma das muitas formas em que a energia se apresenta na natureza, contudo ela não é uma propriedade de um corpo, ao contrario, por exemplo, da energia cinética. É uma energia que flui entre um sistema e a sua vizinhança devida a uma diferença de temperatura entre elas. A energia transferida de uma a outro corpo depende do processo de transferência – processo termodinâmico - e do que se escolhe para ser o sistema, e por exclusão, a vizinhança. Por isso, não é correto dizer que este ou aquele corpo possui uma dada quantidade de calor, uma afirmação como esta só está certa para aquelas quantidades que chamamos de função de estado.Deixando de lado as questões relativas à quais e quantas são as formas através de que o calor pode ser trocado entre corpos, podemos nos concentrar somente na quantidade de energia cedida ou absorvida por um corpo quando, entre ele e sua vizinhança, existir um gradiente de temperatura. O certo é que esta quantidade de calor absorvido (cedido) via ser proporcional a massa da variação de temperatura e do material de que o corpo é feito (HALLIDAY, 2006). A expressão seria: Q = mc (T final – T inicial ). Onde m é a massa, T representa a temperatura e c é uma propriedade intrínseca do material que mede a “inércia térmica” do mesmo; nada mais de uma medida de quanto mais difícil, ou fácil, é para uma substancia variar sua temperatura devido à troca de calor. O valor de c varia com a temperatura, mas a variação é pequena e intervalos de temperatura usuais. Por exemplo, o calor especifico da água varia menos de 1% no intervalo de 0° a 100ºC, corresponde a um valor de: c água = 1 cal

gºC

Nosso experimento consiste em medir c para varias substancias.

II .EXPERIMENTO

Material necessário:1. Calorímetro2. Corpo de prova bronze3. Termômetro4. Recipiente com água doce

5. Resistência elétrica6. Fonte CC7. Cronômetro

O experimento ocorreu dentro de um calorímetro para garantir que as trocas de calor fossem adiabáticas e se consistiu das seguintes medidas:

1. Medimos a temperatura da água que estava marcando 22,6º no termômetro;

2. Colocamos 500 ml de água doce no calorímetro;3. Ligamos a resistência à fonte CC e colocamos dentro do

calorímetro;4. Aquecemos os 500 ml de água a uma temperatura de 70º

monitorando a temperatura em intervalos de um minuto;5. Colocamos dentro do calorímetro o cilindro de bronze

depois que chegou à temperatura desejada.

Segundo HALLIDAY, 2006 com esses dados poderíamos medir o calor especifico da água, pois a relação entre o calor cedido pela resistência e absorvida pela água será:

V² t= m água c água (T – T inicial)R

Onde V é a DDP da fonte, R é o valor da resistência e t o tempo.Para medir o calor especifico das outras substancias:

1. Retire o corpo de prova do balde com água a temperatura ambiente e meça a sua massa;

2. Coloque o corpo de prova no interior do calorímetro;3. Observe a temperatura na qual o sistema estabiliza

Fonte: www.google.com.br/expirementocalorespecificoFigura 1 – Experimento para medir o calor especifico.

Fonte: www.google.com.br/calorimetroFigura 2 – Exemplo de calorímetro.

III. RESULTADOS

Marcação do tempo necessário para atingir a uma temperatura de 71,4 º c.

Tempo(s) Temperatura ºc

60 24,6

120 27,2

180 29,5

240 31,9

300 34,2

360 36,9

420 39,0

480 41,3

540 43,4

600 45,8

660 48,1

720 50,9

780 53,1

840 55,4

900 58,2

960 59,8

1020 62,1

1080 64,7

1140 66,6

1200 68,8

1260 71,4

Dados retirados do experimento para encontrar o calor específico da água e do cilindro de bronze:

2° etapaágua

temperatura inicial temperatura finalto=71,4ºc t=67ºc

calor específico da água massa da águac= 4184 J m= 0,5kg

cilindrotemperatura inicial temperatura final

to= 22,6ºc t= 67ºcencontrar o calor

específicomassa do cilindro

c=? m= 2N / 9,78 = 0,2 kgresultado

Ι Q a Ι = Ι Q c Ι Ι mc∆t (a) Ι = Ι mc∆t(c) Ιcalor específico do cilindro encontrado

c =1036,6 J/kgºc

Erros: A água não foi mantida em agitação durante todo o procedimento não permitindo a homogeneização da temperatura da água e também pode ter havido erro por problemas de vedação do calorímetro.

IV. CONCLUSÃO

O objetivo do experimento foi alcançado de acordo com a lei da Termodinâmica. Quando colocamos o cilindro frio no recipiente com água quente, o calor da água foi transferido para o cilindro de bronze, e isso ocorreu por causa da diferença de temperatura ,sendo que o calor foi transferido do corpo mais quente(a água) para o corpo mais frio( o cilindro) que tendeu ao equilíbrio térmico diminuindo a temperatura da água. E o calor específico da água encontrada no experimento foi de 1,2 cal/gºc não foi igual mas próximo ao valor encontrado na literatura que é 1cal/gºc , e o calor específico do cilindro de bronze foi 1036,6 J/kgº C não conferido com o que diz a literatura que é 380 J/kgºC devido aos possíveis erros.

V. REFERÊNCIAS

[1] Blog. Efeito Joule . Disponível em : http://www.efeitojoule.com/2009/01/temperatura-calor-e-temperatura.html. Acessado em : 15/05/2012.[2] David, Halliday. Gravitação,Ondas e Termodinâmica. 7º edição, capítulo 18. Edição: Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos -2006 volume 2.[3] Bersan Pinheiro, Fernando. Somavivo . Disponível em: http://www.somaovivo.mus.br/artigos.php?id=145 Acessado em: 16/05/2012 [4]Vieira,Danilo.Disponível

em:http://www.danilorvieira.com/disciplinas/fep0112/calorimetria.php Acessado em : 16/05/2012

1º etapa / águacorrente tensão potênciaA=3,06 V= 32,3 AxV=

P=98,838J/stempo energia calor específico

da águat=1260s PxT=Q=124535,9 c = 1cal/gºc =

4184Jequação massa tempo inicialQ=mc∆t m=0,5kg to=22,6ºctempo final

variação da temperatura

calor específico encontrado

t=71,4ºc ∆t= (71,4-22,6)= 48,8

c=1,2 cal/gºc