Relatório - Calorimetria

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ETEC CÔNEGO JOSÉ BENTO
TURMA A BANCADA 4
ANA JÚLIA SILVA MOREIRA
CAUÃ AUGUSTO DO CARMO MOTA
GUILHERME DOS SANTOS SILVA
ISABELLE EDUARDA LAMAS MARIANO
JOÃO GABRIEL DA SILVA
CALORIMETRIA
Jacareí- SP
2019
ETEC CÔNEGO JOSÉ BENTO
TURMA A BANCADA 4
ANA JÚLIA SILVA MOREIRA
CAUÃ AUGUSTO DO CARMO MOTA
GUILHERME DOS SANTOS SILVA
ISABELLE EDUARDA LAMAS MARIANO
JOÃO GABRIEL DA SILVA
CALORIMETRIA
Professora Orientadora: Juliana Alves
Jacareí- SP
2019
Sumário
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ÍNDICE DE IMAGENS
Figura 1	6
Figura 2	7
Figura 3	8
1. OBJETIVOS
· Verificar experimentalmente, como ocorre o equilíbrio térmico, utilizando um calorímetro.
· Medir a capacidade térmica do calorímetro.
2. INTRODUÇÃO
2.1 CALORIMETRIA
Calorimetria é o ramo da Física responsável pelo estudo das trocas de energia térmica em forma de calor que ocorrem entre dois ou mais corpos e suas vizinhanças. Por meio da calorimetria é possível saber qual é a temperatura de equilíbrio de um sistema de corpos e qual a quantidade de energia térmica necessária para que se observem variações de temperatura ou mudança de estado físico no sistema. (HELERBROCK, 2013)
2.1.1 CALORÍMETRO
O calorímetro é um instrumento isolado tecnicamente do meio ambiente usado para medir a quantidade de calor absorvido ou liberado pela matéria, quando se sofre uma reação química ou mudança física. 
Existe tipos distintos de calorímetros destinados para diferentes funções e situações. Sendo assim, os tipos são:
· Calorímetro Isotérmico: nele não há variação de temperatura durante o seu uso, mas sim, há uma variação no fluxo de calor.
· Calorímetro Isoperibol: nesse tipo de instrumento a temperatura ambiente é conservada de maneira constante.
· Calorímetro de Varredura Exploratória: também chamado de Calorimetria Exploratória Diferencial, nele a temperatura ambiente, ou até mesmo a temperatura presente no sistema calorimétrico, pode sofrer alteração. Além disso, essa alteração pode ser de caráter linear ou isotérmico. (Desconhecido e Silva, 2012)
2.1.2 APLICAÇÕES DO CALORÍMETRO
O calorímetro é um instrumento destinado para demostrar qual é o calor específico de cada substância. 
É necessário levar em consideração que os diferentes tipos de substância contam com um calor específico distinto. (Desconhecido, 2013)
2.2 O QUE É CALOR?
Figura 1
O calor é a energia térmica que passa de um corpo com maior temperatura para outro com menor temperatura. 
Por exemplo, quando se coloca dois corpos diferentes em contato, pode-se observar que a temperatura do corpo mais quente diminui e a do corpo mais frio aumenta, quando a temperatura dos corpos se iguala, significa que o equilíbrio térmico foi atingido.
De acordo com Sistema Internacional de Unidades, a unidade de medida para calor é o joule, no entanto a unidade caloria é muito utilizada.
1 cal = 4,186 J
Enquanto o calor é a energia térmica em movimento, ou seja, a energia cinética proveniente da movimentação dos átomos ou moléculas. A temperatura é a grandeza física utilizada para medir a energia cinética, ou seja, é uma escala criada para medir a vibração molecular.
Existe três maneiras para que ocorra a transmissão de calor:
· Condução: Quando o calor passa de molécula a molécula do material;
· Convecção: Transferência de calor por um fluido que ocorre em virtude de um deslocamento de massa do próprio fluido;
· Radiação: Transmissão de calor por meio de ondas eletromagnéticas.
2.2.1 CALOR SENSÍVEL
O calor sensível é a quantidade de calor aplicada a um corpo ou solução, onde ocorre a variação na temperatura, sem que aconteça a modificação de seu estado físico.
Pode-se determinar a quantidade de calor sensível recebido e perdido por um corpo através da seguinte reação:
Onde:
· Q = Quantidade de calor sensível (cal ou J).
· c = Calor específico da substância que constitui o corpo (cal/g °C ou J/Kg °C).
· m = Massa do corpo (g ou Kg).
· Δθ = Variação de temperatura (°C).
2.2.2 CALOR ESPECÍFICO
Figura 2
O calor específico é a quantidade de calor necessária para que cada grama de uma substância sofra uma variação de temperatura correspondente a 1°C. Indicando o comportamento do material quando exposto a uma fonte de calor.
Figura 3
Quanto maior for o calor específico, maior será a quantidade de calor que deverá ser fornecida ou retirada da substância, para que ela tenha a variação térmica.
Para calcular o calor específico das substâncias utiliza-se a seguinte fórmula:
c = Q/m. Δθ ou c = C/m
Onde:
· c: calor específico (cal/g °C ou J/Kg K);
· Q: quantidade de calor (cal ou J);
· m: massa (g ou Kg);
· Δθ: variação de temperatura (°C ou K);
· C: capacidade térmica (cal/°C ou J/K).
2.2.3 CAPACIDADE TÉRMICA
2.2.4 CALOR LATENTE
2.2.5 FLUXO DE CALOR
2.2.6 CURVA DE AQUECIMENTO
2.2.7 TROCAS DE CALOR
Em um sistema fechado, a soma das trocas de calor entre os corpos é nula. Essa propriedade decorre da conservação da energia: toda a quantidade de calor cedida pelo corpo de maior temperatura é absorvida pelos corpos com menores temperaturas. Dessa forma, a seguinte relação pode ser escrita:
(HELERBROCK, 2013)
3. DESENVOLVIMENTO
3.1 MATERIAIS E SUBSTÂNCIAS
Materiais:
· Béquer
· Balão volumétrico
· Funil analítico
· Pipeta graduada
· Termômetro
· Calorímetro
· Pote de vidro
· Algodão
· Fita adesiva
· Agitador magnético (caseiro)
Substâncias:
· Ácido Bromídrico
· Ácido Clorídrico
· Hidróxido de Amônio
· Hidróxido de Potássio
· Água destilada/torneira
3.1.1 FISPQ
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DO ÁCIDO BROMÍDRICO
	Grupo:
	INORGÂNICO
	Fórmula:
	HBr
	Estado Físico
	Líquido
	Massa Molar:
	81 g/mol
	Ponto de Ebulição:
	126 °C
	Ponto de Fusão:
	-11 °C
	Ponto de Fulgor:
	-
	Solubilidade:
	Miscível com água
	Densidade:
	1,49 g/mL (20 °C)
	
Diamante de
Hommel:
	
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DO ÁCIDO CLORÍDRICO
	Grupo:
	INORGÂNICO
	Fórmula:
	HCl
	Estado Físico:
	Líquido
	Massa Molar:
	36,5 g/mol
	Ponto de Ebulição:
	110 °C
	Ponto de Fusão:
	-114 °C
	Ponto de Fulgor:
	0 °C
	Solubilidade:
	Solúvel
	Densidade:
	1,18 g/mL
	
Diamante de
Hommel:
	
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DO HIDRÓXIDO DE AMÔNIO
	Grupo:
	INORGÂNICO
	Fórmula:
	NH4OH
	Estado Físico:
	Líquido
	Massa Molar:
	35 g/mol
	Ponto de Ebulição:
	37 °C
	Ponto de Fusão:
	-57,5 °C
	Ponto de Fulgor:
	0°C
	Solubilidade:
	Muito solúvel
	Densidade:
	1,22 g/mL
	
Diamante de
Hommel:
	
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DO HIDRÓXIDO DE POTÁSSIO
	Grupo:
	INORGÂNICO
	Fórmula:
	KOH
	Estado Físico:
	Sólido
	Massa Molar:
	56 g/mol
	Ponto de Ebulição:
	1327 °C
	Ponto de Fusão:
	406 °C
	Ponto de Fulgor:
	0 °C
	Solubilidade:
	74.2 g/L
	Densidade:
	2,04 g/mL
	
Diamante de
Hommel:
	
PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DA ÁGUA
	Grupo:
	ORGÂNICO/INORGÂNICO
	Fórmula:
	H2O
	Estado Físico:
	Líquido
	Massa Molar:
	18 g/mol
	Ponto de Ebulição:
	100°C
	Ponto de Fusão:
	11°C
	Ponto de Fulgor:
	0°C
	Solubilidade:
	Não aplicável 
	Densidade:
	1,0 g/mL (20°C)
	
Diamante de
Hommel:
	
3.2 PROCEDIMENTOS
PROCEDIMENTO A: ÁCIDO E BASE FORTES
I. Após a montagem do calorímetro, fizemos o preparo de uma solução de ácido clorídrico (HCl) e uma solução de hidróxido de potássio (KOH) a 3 mol de concentração;
II. Concluídos os cálculos e feitas as soluções, elas foram despejadas no vidro do calorímetro;
III. Após estar tampado, ligamos o calorímetro e, com um termômetro determinamos a temperatura de 5 em 5 minutos durante 15 minutos.
PROCEDIMENTO B: ÁCIDO E BASE FRACOS
I. Fizemos o preparo de uma solução de ácido bromídrico (HBr) e uma solução de hidróxido de amônio (NH4OH) a 3 mol de concentração;
II. Concluídos os cálculos e feitas as soluções, elas foram despejadas no vidro do calorímetro;
III. Após estar tampado, ligamos o calorímetro e, com um termômetro determinamos a temperatura de 5 em 5 minutos durante 15 minutos.
3.3 RESULTADOS
	Procedimento A
	Tempo (min)
	5
	10
	15
	Temperatura (°C)
	26°C
	26°C
	26°C
	Procedimento B
	Tempo (min)
	5
	10
	15
	Temperatura (°C)
	30°C
	30°C30°C
3.3.1 DISCUSSÕES DE RESULTADOS
Nos procedimentos A e B, quando misturadas as soluções (ácido forte + base forte, ácido fraco + base fraca), mesmo sendo agitadas no calorímetro, não houve alteração de temperatura.
3.4 CÁLCULOS
NH4OH + HBr NH4Br + H2O
Volume do NH4OH
Volume do HBr
4. CONCLUSÃO
5. REFERÊNCIAS
· CALORIMETRIA 
HELERBROCK, Rafael. Brasil Escola. Calorimetria. Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/m.brasilescola.uol.com.br/amp/fisica/calorimetria-i.htm>. Acessado em 20 de agosto de 2019.
· CALORÍMETRO 
Desconhecido. Portal São Francisco. Calorímetro. Disponível em: <https://www.portalsaofrancisco.com.br/fisica/calorimetro>. Acessado em 20 de agosto de 2019.
SILVA, Domiciano Corrêa Marques da. Brasil Escola. Calorímetro. Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/m.brasilescola.uol.com.br/amp/fisica/calorimetro.htm>. Acessado em 20 de agosto de 2019.
Desconhecido. Resumo Escolar. O que é um calorímetro?. Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/www.resumoescolar.com.br/fisica/o-que-e-um-calorimetro/amp/>. Acessado em 20 de agosto de 2019.
· APLICAÇÕES DO CALORÍMETRO 
Desconhecido. Resumo Escolar. O que é um calorímetro?. Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/www.resumoescolar.com.br/fisica/o-que-e-um-calorimetro/amp/>. Acessado em 20 de agosto de 2019.
· O QUE É CALOR?
JÚNIOR, Joab Silas Da Silva. "O que é calor?"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-calor.htm.> Acesso em 20 de agosto de 2019.
Desconhecido. Calorimetria. Disponível em: <https://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Calorimetria/calor.php.> Acesso em 20 de agosto de 2019.
Desconhecido. Significado de Calor. Disponível em: <https://www.significados.com.br/calor/.> Acesso em 20 de agosto de 2019.
· CALOR SENSÍVEL:
SANTOS, Marco Aurélio da Silva. "Calor sensível e calor latente"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calor-sensivel-calor-latente.htm. Acesso em 20 de agosto de 2019.
Desconhecido. Calorimetria. Disponível em: <https://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Calorimetria/calor.php.> Acesso em 20 de agosto de 2019.
Desconhecido. Significado de Calor. Disponível em: <https://www.significados.com.br/calor/.> Acesso em 20 de agosto de 2019.
JÚNIOR, Joab Silas Da Silva. "O que é calor sensível?"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-calor-sensivel.htm.> Acesso em 20 de agosto de 2019.
· CALOR ESPECÍFICO
JUNIOR, Joab Silas Da Silva. "O que é calor específico?"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-calor-especifico.htm.> Acesso em 20 de agosto de 2019.
Desconhecido. Calor Específico. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/calor-especifico/.> Acesso em 20 de agosto de 2019.
Desconhecido. Significado de Calor. Disponível em: <https://www.significados.com.br/calor/.> Acesso em 20 de agosto de 2019.
Desconhecido. Significado de Calor específico. Disponível em: <https://www.significados.com.br/calor-especifico/.> Acesso em 20 de agosto de 2019.
· TROCAS DE CALOR
HELERBROCK, Rafael. Brasil Escola. Calorimetria. Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/m.brasilescola.uol.com.br/amp/fisica/calorimetria-i.htm>. Acessado em 20 de agosto de 2019.