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Relatório 4 - Calor Latente e Específico

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS 
Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia 
 
 
 
 
ADRIELLI SCARPEL 
AMANDA NORONHA 
ANNA CLARA SENA 
JÉSSICA OLIVEIRA 
MARCELA FIGUEIREDO 
 
 
 
 
 
CALORIMETRIA: DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DO ALUMÍNIO E 
CALOR LATENTE DO GELO 
 
 
 
 
 
 
 
POÇOS DE CALDAS/MG 
2018 
Resumo 
Nesse trabalho fez-se o uso de ferramentas para conhecer de forma experimental o 
valor do calor específico do alumínio e o calor latente do gelo. De acordo com o 
Halliday temos o valor de 0,215 cal/g.°C e 79,535 cal/g, respectivamente. Obtivemos 
como resultado que o calor específico do alumínio é 0,320 cal/g c° e o calor latente 
do gelo é 73,875 cal/g. Assim, concluímos que apesar dos erros experimentais, 
obtivemos resultados aproximados da literatura. 
Palavras-Chave: Água, alumínio, calor latente, calor específico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Este experimento tem como objetivo determinar o calor específico do alumínio 
e o calor latente de fusão do gelo. 
Até o início do século XIX, acreditava-se que o calor estava relacionado com 
a presença de um fluido invisível e sem peso, denominado por Lavoisier de calórico. 
Quanto maior a temperatura de um corpo, maior seria a quantidade dessa 
substância em seu interior. A partir das observações feitas por Benjamim Thompson, 
conhecido como Conde de Rumford, experimentos foram realizados para comprovar 
a ideia de que calor é energia [1]. 
Aproximadamente em 1763, Joseph Black demonstrou que era necessário 
fornecer calor para promover mudanças de fase de sólido para líquido, ou de líquido 
para vapor, sem que a temperatura se elevasse. A essa quantidade de calor 
necessária para promover a mudança de fase, sem alterar a temperatura, ele 
chamou de calor latente. Dessa forma, Black pôde distinguir claramente entre calor e 
temperatura. Estudou as capacidades térmicas de diversas substâncias, definindo o 
conceito de calor específico. Joseph Black contribuiu com ideias fundamentais para 
o desenvolvimento posterior da física e da química [2]. 
Quando dois corpos com diferentes temperaturas inicialmente, são colocados 
em contato, energia é transferida na forma de calor do corpo de maior temperatura 
para o de menor temperatura, até que ambos atinjam o equilíbrio térmico. Essa troca 
de energia ocorre de acordo com o Princípio da Conservação da Energia que diz [3]: 
 
“A energia não pode ser criada ou destruída. Pode apenas ser transformada 
de uma forma em outra, de maneira que sua quantidade total permaneça 
constante.” 
 
 
 
 
 
 
 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
2.1 Calorimetria 
 
Calorimetria é a área da física que estuda os fenômenos relacionados as 
trocas de energia entre corpos ou sistemas na forma de calor. Desta forma, calor 
pode ser definido como a transferência de energia térmica de um sistema para 
outro - ou entre partes de um mesmo sistema - exclusivamente em virtude da 
diferença de temperatura entre eles. 
Os corpos que formam os sistemas são constituídos por partículas que se 
encontram em constante estado de movimento, sendo dotados de energia de 
agitação, que pode ser definida como a energia térmica que um corpo possui. A 
energia térmica depende de alguns fatores, como: 
 O tipo de substância que compõe o corpo; 
 O estado de agregação; 
 A quantidade de massa que o constitui; 
 A temperatura que o corpo se encontra. 
Dentre esses fatores, a temperatura é definida como uma medida do grau 
de agitação entre moléculas, medindo o nível de energia térmica de um corpo. 
Quando colocados em contato, dois ou mais corpos que se encontram em diferentes 
temperaturas, após certo intervalo de tempo, atingem uma temperatura intermediária 
entre as temperaturas iniciais. Dessa maneira, durante esse processo, ocorre uma 
transferência de calor dos corpos de maior temperatura para os de menor 
temperatura, até ser atingido um equilíbrio térmico entre eles [4]. 
 
2.1.1 Calor latente 
 
Um corpo, ao receber ou ceder calor, pode sofrer dois impactos diferentes: 
variação de temperatura ou mudança de fase. Desse modo, o calor que produz a 
variação de temperatura em um corpo, sem que haja transformação de fase, é 
denominada de calor sensível. Entretanto, se é fornecido calor a matéria até que 
ocorra uma mudança em seu estado físico, não ocorrendo após o início da mudança 
de estado, variação na temperatura, verifica-se a presença do calor latente [5]. 
A quantidade de calor latente (Q) é igual ao produto da massa do corpo (m) e 
de uma constante de proporcionalidade (L), podendo ser expressa pela seguinte 
equação (1): 
 
 (1) 
 
Contudo, a troca de calor entre corpos ou sistemas, depende de suas 
características específicas. Em particular sua massa e sua composição química. Por 
essa razão, é necessário definir dois tipos de grandezas: a capacidade térmica e o 
calor específico [5]. 
 
2.1.2 Calor específico 
 
O calor específico pode ser definido como a quantidade de calor necessária 
para que cada grama de uma substância sofra uma variação de temperatura 
correspondente a 1°C. O calor específico pode ser calculado pela equação (2) a 
seguir, sendo que unidade de medida é o cal/gºC. 
 
 (2) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QL = m x L 
3. METODOLOGIA 
 
Materiais 
 Água; 
 Balança de precisão com incerteza de 0,01g; 
 Béquer de vidro; 
 Blocos de alumínio; 
 Calorímetro; 
 Gelo; 
 Manta térmica; 
 Termômetro digital com incerteza de 0,1°C. 
 
Procedimentos: 
1 – Determinação do calor específico do alumínio 
Para a realização do experimento, colocou-se aproximadamente 80 mL de 
água em um béquer e, mediu-se a massa de água adicionada, para isso, pesou-se o 
béquer ainda vazio e o béquer com água, efetuando o cálculo da massa. Depois, 
colocou-se o béquer sob uma manta térmica, aquecendo a água até 
aproximadamente 40°C, anotou-se o valor exato da temperatura. Enquanto a água 
era aquecida, selecionou-se 3 blocos de alumínio e mediu-se suas respectivas 
massas, além disso, mediu-se também a massa do copo interno do calorímetro. 
Após atingir a temperatura necessária, adicionou-se a água no copo do calorímetro 
– deixando-o sem a tampa – feito isso, esperou-se atingir o equilíbrio térmico e 
mediu-se a temperatura do sistema: copo interno do calorímetro + água. Mediu-se 
também, a temperatura dos blocos de alumínio (temperatura ambiente) e, depois, 
colocou-se os blocos no calorímetro, esperando novamente atingir o equilíbrio 
térmico e medindo a temperatura do sistema: copo interno do calorímetro + água + 
blocos de alumínio. Anotou-se os dados experimentais e efetuou-se os cálculos 
necessários. 
 
 2 – Determinação do calor de transformação do gelo 
Para a realização dessa etapa do experimento, colocou-se aproximadamente 
100 mL de água a temperatura ambiente no calorímetro e, mediu-se a massa de 
água. Depois, preparou-se um banho de gelo, para isso, colocou-se água e gelo em 
um béquer e esperou-se atingir 0°C, depois de atingida a temperatura, mediu-se a 
massa de gelo. Mediu-se também, a temperatura do conjunto copo interno do 
calorímetro + água. Assim sendo, adicionou-se os blocos de gelo no calorímetro – 
deixando-o sem a tampa – e esperou-se atingir o equilíbrio térmico, depois, mediu-
se a temperatura de equilíbrio do sistema copo interno + água + blocos de gelo. 
Anotou-se os dados experimentais e efetuou-se os cálculos necessários. 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
4.1 Determinar o calor específico do alumínio

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