2 Relatorio - Calorimetria

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Calorimetria – Determinação do calor específico de um sólido 
Edicleia Lopes de Oliveira, Felipe Pimentel Pertel, Henrique Gonçalves Júnior, Jainer de Oliveira 
Carneiro 
FACULDADE MULTIVIX SERRA 
 
Resumo: Este relatório tem por objetivo conhecer e entender a calorimetria por meio de estudo 
experimental, utilizando fórmulas para determinação do calor específico de um determinado 
material. Neste experimento o objetivo principal foi encontrar o valor do calor específico de um 
objeto de alumínio e posteriormente comparar com o valor teórico para que, assim, pudéssemos 
observar se o experimento foi válido. Através deste experimento, entendeu-se que calor é uma forma 
de energia que flui entre um corpo e sua vizinhança devido a uma diferença de temperatura entre 
eles. 
Palavras chave: calorimetria, experimento, calor específico, temperatura. 
 
Introdução 
A quantidade de calor 𝑄 necessária para aumentar a temperatura de uma amostra da substância é proporcional 
à variação da temperatura e à massa da amostra: 
𝑄 = ∆𝐸𝑖𝑛𝑡 = 𝐶 ∗ ∆𝑇 = 𝑚 ∗ 𝑐 ∗ ∆𝑇 
Onde 𝐶 é a capacidade térmica, definida como a variação da energia interna necessária para aumentar em um 
grau a temperatura de uma amostra. O calor específico 𝑐 é a capacidade térmica específica, ou a capacidade térmica 
por unidade de massa.”(TIPLER, Paul A. Física para cientistas e engenheiros. Pág. 600). 
 
Para realizarmos esse experimento foi utilizada a seguinte fórmula para encontrarmos a quantidade de água do 
recipiente térmico utilizado: 
 
Equação 01: 
𝑚á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟𝑖𝑎 ∗ 𝑚á𝑔𝑢𝑎 𝑚𝑜𝑟𝑛𝑎 ∗ 𝐶á𝑔𝑢𝑎 ∗ (𝑇𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜 − 𝑇á𝑔𝑢𝑎 𝑚𝑜𝑟𝑛𝑎) = 𝑚á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟𝑖𝑎 ∗ 𝐶á𝑔𝑢𝑎 ∗
 (𝑇á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟𝑖𝑎 − 𝑇𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜) + 𝑚𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 ∗ 𝐶á𝑔𝑢𝑎 ∗ (𝑇𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜 − 𝑇á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟𝑖𝑎) 
 
Onde temos: (descrever cada item da fórmula) 
𝑚á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟𝑖𝑎 = massa de água fria 
𝑚á𝑔𝑢𝑎 𝑚𝑜𝑟𝑛𝑎 = massa de água morna 
𝐶á𝑔𝑢𝑎 = calor específico da água 
𝑇𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜 = temperatura de equilíbrio térmico 
𝑇á𝑔𝑢𝑎 𝑚𝑜𝑟𝑛𝑎 = temperatura inicial da água morna 
𝑇á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟𝑖𝑎 = temperatura inicial da água fria 
𝑚𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 = massa equivalente em água do calorímetro 
 
 
Para encontrarmos o calor específico do objeto utilizado, foi utilizada a seguinte equação: 
 
Equação 2: 
𝑚𝑐𝑝 ∗ 𝐶𝑐𝑝 ∗ (𝑇𝑐𝑝 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑇𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜) = 𝑚á𝑔𝑢𝑎 ∗ 𝐶á𝑔𝑢𝑎 ∗ (𝑇𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜 − 𝑇á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙) +
 𝑚 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 ∗ 𝐶á𝑔𝑢𝑎 ∗ (𝑇𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜 − 𝑇á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙) 
 
Onde temos: 
𝑚𝑐𝑝 = massa do corpo de prova 
𝑚á𝑔𝑢𝑎 = massa da água 
𝐶𝑐𝑝 = calor específico do corpo de prova 
𝐶á𝑔𝑢𝑎 = calor específico da água 
𝑇𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜 = temperatura de equilíbrio térmico 
𝑇á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = temperatura inicial da água 
𝑇𝑐𝑝 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = temperatura inicial do corpo de prova 
𝑚𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 = massa equivalente em água do calorímetro 
 
Procedimento Experimental 
 
Materiais utilizados: 
 
Para que fosse possível realizarmos esse experimento e efetuarmos os devidos cálculos foram necessários os 
seguintes instrumentos e materiais: 
 01 calorímetro; 
 01 recipiente de alumínio; 
 01 ebulidor; 
 01 cronômetro; 
 Termômetros; 
 01 corpo de prova com cordão para transporte; 
 01 fonte fornecedora de água; 
 02 copos béquer. 
 
 
 
 
Procedimentos experimentais: 
 
Primeiramente foi colocado no recipiente térmico uma certa massa de água, 150g, e aquecido. 
 
 
 
 
Feito isso, tampamos o recipiente e inserimos um termômetro no calorímetro. 
 
 
 
Em um dos copos béquer foi adicionado 500g de água morna, à uma temperatura de 50°C, e em seguida as massas 
de água foram colocadas no mesmo recipiente e agitadas para assegurar uma temperatura homogênea, assim foi 
obtida a temperatura de equilíbrio, possibilitando calcular a capacidade térmica do recipiente. 
Para que fosse encontrado o calor específico do metal utilizado, o metal era colocado no recipiente com água à 
temperatura ambiente e aguardava-se o equilíbrio térmico. Posteriormente foi colocada uma certa massa de água 
à uma temperatura mais elevada e aguardou-se o equilíbrio térmico podendo assim obter as medições necessárias 
para efetuarmos os devidos cálculos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resultados e Discussão 
Observando os dados encontrados para a capacidade térmica e sua respectiva propagação de erro notamos que o 
erro é proveniente principalmente das medidas obtidas pelo termômetro (incerteza ± 0,5°C), o que influenciou 
diretamente no erro do calor específico do alumínio. Ao analisarmos os dados obtidos para o calor específico do 
alumínio de valor teórico 0,22 cal/g°C, encontramos valores experimentais satisfatórios (0,14 ± 0,1) cal/g°C. 
 
Conclusão 
O erro propagado encontrado teve valor bem elevado, esse erro foi proveniente principalmente da capacidade 
térmica do recipiente sendo que este possui seu maior erro proveniente da temperatura. Realizando este 
experimento concluímos que o valor encontrado não foi satisfatório, porém para encontrarmos valores mais 
precisos é necessário, principalmente, que seja utilizado um termômetro de maior precisão. 
 
 
Referências 
 
 
[1] Ugucioni, J.C.; Tsuchida, J.E. . Apostila de Laboratório de Física A e I. 
 
[2] ESPINOZA-QUIÑONES, F.R. Apostila de aulas práticas – Ondas Estacionárias, Toledo, 2014. 
 
[3]TIPLER, P. A.; Física para cientistas e engenheiros. Volume 1.6ªedição. Página 600.