RELATORIO DE ATIVIDADE PRATICA FISICA TERMODIMAMINCA

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RELATORIO ATIVIDADE PRATICA FISICA TERMODINAMICA 
L.R. Britto 
Centro Universitário Uninter 
Pap – Rua Pires e Albuquerque, 335. – CEP: 39400 - 057 – Montes Claros – Minas 
Gerais - Brasil 
e-mail: leorbritto@hotmail.con 
 
Resumo. O presente relatório tem como objetivo apresentar os resultados para determinação do 
calor especifico da agua e álcool, ao fazer uso de procedimento experimental realizado via 
laboratório virtual disponibilizado, através da aplicação dos princípios da calorimetria, onde 
podemos verificar de forma pratica a aplicação dos conceitos teóricos aprendidos na disciplina 
Física Termodinâmica e Ondas. Fundamentando assim a construção do conhecimento aliando o 
horizonte teórico a pratica experimental 
 
Palavras chave: calorimetria; calorímetro; trocas térmicas; equilíbrio térmico; 
Introdução 
Entendemos como Calor Especifico: em sua 
definição uma grandeza física que determina a 
quantidade de calor fornecida a um dado elemento, que 
seja capaz de elevar ou diminuir a temperatura em 1ºC 
de 1g de uma determinada substancia. É sabido que 
toda substancia tem um valor especifico para que essa 
situação ocorra, sendo esta grandeza expressa pela 
relação cal/g.ºC. Sendo o Calor, a quantidade de 
energia que um corpo transfere ao outro frente a 
diferença de temperatura entre os mesmos, sempre 
ocorrendo essa transferência do corpo que possui maior 
temperatura para o corpo que possui menor 
temperatura até que o sistema entre em equilíbrio. 
Verifica-se então que existem 3 formas para que 
essas trocas de energia ocorram em um meio podendo 
ser ele isolado ou não. Sendo assim estas abaixo: 
- Convecção: ocorre basicamente entre fluidos onde 
o choque molecular faz com que a energia (Calor) seja 
transferida pelo choque entre as moléculas; 
- Condução: Ocorre basicamente entre sólidos onde 
a energia e transmitida molécula a molécula vizinha 
seguindo um roteiro de propagação; 
- Radiação através de ondas eletromagnéticas sem 
um meio especifico para se propagarem. 
Com base nessas definições verifica de que 
podemos então matematicamente calcular o Calor 
especifico de uma determinada substancia ao 
estabelecermos a relação de qual quantidade de calor 
fornecida ou retirada e capaz alterar a temperatura da 
mesma, assim, temos então a seguinte equação: 
 
Q= c.m. ΔT onde: 
 
Q= quantidade de calor; 
c= calor especifico; 
 ΔT= variação da temperatura (temperatura final 
menos a temperatura inicial Tf- Ti) 
 
 
 
 
Calorímetro 
 
 Entendemos por calorímetro um recipiente 
hermeticamente fechado que não permite a troca de 
temperaturas das substancias colocadas em seu interior 
com o meio externo. Fazendo o uso deste equipamento 
podemos então mensurar o calor, a energia, a potência, 
além do calor específico de várias substâncias. Ele é 
um aparelho bem simples, mas de grande utilidade 
quando se trata de determinar o calor trocado entre dois 
corpos. 
O calorímetro consiste em um recipiente isolado 
termicamente, geralmente preenchido com um líquido 
(normalmente água) e um termômetro, com a 
finalidade de determinar a temperatura de equilíbrio 
entre duas substâncias, para isto basta que coloquemos 
dentro do calorímetro um corpo de massa e 
temperatura conhecidas. Conhecendo-se a massa da 
água, o calor específico e a variação da temperatura, 
podemos então determinar o calor (Q) cedido pelo 
corpo para a água. 
Com base nestes princípios vemos que a troca de 
calor entre as substancias dentro desse equipamento, a 
sua resultante da troca e igual a Zero. E realizado a 
troca de calor entre as substancias até que esta 
temperatura atinja um ponto de equilíbrio. O que nos 
permite estabelecer a seguinte relação para o cálculo do 
calor especifico de qualquer substancia nele depositada 
a partir da equação abaixo: 
 
 Qrecebido+Qcedido+Qcalorimetro=0 
 
 
Com base nessas premissas, realizaremos então o 
procedimento experimental para determinados o calor 
especifico da agua e do álcool, realizando o 
procedimento simulando a experimentação, utilizando 
como meio o laboratório virtual. Após a coleta e análise 
dos dados obtidos chegaremos a nosso objetivo, 
 
 
 
 2
Procedimento Experimental 
Para a determinar o calor especifico da agua e do 
álcool deveremos fazer o acesso ao laboratório virtual 
disponibilizado pela Algetc, fazendo o acesso ao 
mesmo, e seguindo o passo a passo para realização do 
experimento, registrando os devidos resultados durante 
a coleta dos dados para análise mensuração do que foi 
solicitado. 
Separe os materiais a serem utilizados para 
realização do experimento, conforme descrição abaixo, 
assim como, os EPIs, equipamentos de proteção 
individual, uma vez que, embora o experimento seja 
realizado em ambiente virtual, tentamos fazer deste 
uma fiel reprodução do mesmo em relação a realidade 
de laboratório de física experimental, portanto os 
cuidados, desvios e ações a serem realizados seguem 
os mesmos preceitos. 
Materiais: 
 
1- Béquer de Vidro 250 ml; 
2- Calorímetro Simples; 
3- Pisseta com Agua; 
4- Pisseta com Alcool; 
5- Bico de Bunsen; 
6- Termômetro Químico de Liquido; 
7- Balança de Precisão 
8- Epis: Jaleco e Óculos de proteção 
 
 
Figura 1: laboratório Virtual ALGETC 
 
 
- Inicie a seção localizando no laboratório os Epis 
necessários e faca o uso deles; 
- Na sequencia localize a balança de precisão ligue-
a e coloque o béquer sobre a mesma, proceda a Tara da 
balança, zerando a mesma. 
 
 
Figura 2: Balança zerada; 
 
 
 
- Retorne o béquer para a bancada e utilizando a 
piseta adicione ao mesmo 50ml de agua; 
- Realize a pesagem da massa de agua adicionada 
(m1) ao béquer na balança eletrônica, e anote na 
planilha; 
- Despeje a agua do béquer no calorímetro e agite o 
mesmo por 30 segundos; 
- Faça a medição da temperatura do calorímetro, e 
registre a temperatura inicial T1; 
 
 
Figura 3: medição de temperatura T1 50ml de agua no 
calorímetro 
 
- Adicione novamente ao béquer mais 70ml de agua 
proceda a pesagem e registro da segunda massa (m2). 
 
 
 
Figura 4: Pesagem de 70ml de agua (m2); 
 
 
 
- Conduza o béquer com a agua até o bico de 
Bunsen, e aqueça a agua até a temperatura de 70ºC e 
registre a temperatura T2; 
 
 
 
 
Figura 5: agua aquecida a 70ºC T2; 
 
 
 3
- Adicione a agua, agora aquecida do béquer no 
calorímetro agite o mesmo por 30 segundos, aguarde a 
temperatura estabilizar e registre-a na planilha a 
temperatura final TF; 
 
 
Figura 7: Experimento finalizado registro de Temperatura Final 
TF; 
 
- Finalize o experimento descartando o material do 
calorímetro. E fazendo os devidos registros e anotações 
na planilha. 
 
Determinação do Calor Especifico do Álcool: 
 
Para a segunda parte do experimento: Determinar o 
calor especifico do álcool, proceda basicamente os 
mesmos passos, de zeragem da balança e proceda a 
pesagem de 60ml de álcool registrando a sua massa 
(m1); adicione a referida quantidade de álcool ao 
calorímetro agite também por 30 segundos e faça a 
medição da sua temperatura inicial T1; 
 
 
 
 
Figura 8: Pesagem 60ml de álcool m1 
 
 
 
 
Figura 9: Temperatura inicial álcool T1 
 
Adicione ao béquer agora 80ml de agua, proceda a 
sua pesagem e registre a massa na planilha (m2); 
conduza o béquer ao aquecimento até a temperatura de 
70ºC registre a temperatura T2; 
 
 
Figura 10: pesagem 80ml de agua m2 
 
 
 
 
Figura 11: Agua aquecida a 70ºC T2 
 
Sequencialmente adicione esta agua aquecida ao 
calorímetro agite por 30 segundos também, aguarde as 
trocas de temperatura entre as substancias até o sistema 
entrar em equilíbrio e registre a temperatura Final, TF; 
 
 
 
Figura 12: sistema em equilíbrio temperatura final 54,4ºC TF; 
 
Com base nas medições e resultados obtidos 
proceda os cálculos e a análise de resultados, para 
determinar os objetivos propostos. Na sequência, de 
posse dos valores mensurados, faça uma avalição de 
percentual do grau de compatibilidade, estabelecendo 
a margemde erro dos valores aferidos, comparados aos 
valores já previamente conhecidos, do calor especifico 
da agua e do Álcool. 
 
 
 4
Análise e Resultados 
 
Conforme observamos, nos nossos horizontes 
teóricos, vimos que, com base na relação de massa e 
temperatura as trocas de calor dentro do calorímetro 
tendem a zero, ou seja, a substancias em contato uma 
com a outra trocam calor até que sistema alcance uma 
temperatura de equilíbrio, e assim poderemos calcular 
através da equação de troca de calor, o calor especifico 
das substancias envolvidas, em nosso caso a agua e o 
álcool etílico. 
A tabela abaixo registra os valores referentes aos 
dados apurados nesse experimento, sendo a Tabela 01 
para o cálculo do calor especifico da agua, onde 
registramos a quantidade de massa utilizados no 
experimento assim denominados m1 e m2, e as 
temperaturas inicial T1, temperatura da substancia 
aquecida T2, e a temperatura do sistema em equilíbrio 
ou temperatura final TF. Sendo também aplicado os 
mesmos princípios para o experimento 2 onde 
determinaremos o calor especifico do álcool, cujos 
dados foram registrados na Tabela 2. 
 
 
 
TABELA 01 – Calor especifico Agua Experimento 01 
Massa da água fria (m1) (g) 47,67g 
Massa da água quente (m2) (g) 72,46g 
Temperatura da água fria (T1) (°C) 25ºC 
Temperatura da água quente (T2) (°C) 70ºC 
Temperatura final (TF) (°C) 49,5ºC 
Calor específico da água (cal/g.°C) 1,034 cal/gºC 
Calor específico médio da água (cal/g.°C) 1, 0 cal/gºC 
 
Partindo da equação de troca de calor temos então: 
 
Qcedido + Qrecebido + Qcalorimetro = 0 
 
m2 . cágua . (TF – T2 )+ m1 . cágua. (TF − T1 )+ C . (TF − T1) = 0 
 
����� = 
−�. 	
� − 
1
�2. 	
� − 
2
 + �1. 	
� − 
1
 
 
 
Por referência adotamos o valor de C para o 
Calorímetro: C=13,44cal/ºC, assim, substituindo os 
valores apurados na equação chegamos ao seguinte 
resultado: 
 
����� = 
−13,44. 	49,5 − 25
72,46. 	49,5 − 70
 + 47,64. 	49,5 − 25
 
 
 
����� = 1,034
���
�
º� 
 
 
De posse deste resultado verificamos em percentual 
a margem de erro deste experimento ao comparamos o 
resultado obtido com a valor de referência para o calor 
especifico da agua que é de: 1,0 cal/gºC. Determinamos 
e%, conforme a equação a seguir: 
 
 
 
Equação para cálculo percentual: 
 
�% = 
	1 − 1,034
. 100
1
 
 
�% = −3,4% 
 
 
 Para o cálculo do calor especifico do álcool 
seguimos sequencialmente os mesmos passos 
anteriores, para apuração dos resultados. Vejamos 
então, a seguir, a tabela de dados para o segundo 
experimento, bem como, o detalhamento dos cálculos 
para obtenção dos resultados: 
 
 
TABELA 02 – Calor especifico Álcool Experimento 02 
Massa do Álcool (m1) (g) 50,02g 
Massa da água quente (m2) (g) 78,31g 
Temperatura do Álcool (T1) (°C) 25ºC 
Temperatura da água quente (T2) (°C) 70ºC 
Temperatura final (TF) (°C) 54,4 
Calor específico do álcool (cal/g.°C) 0,568 
Calor específico médio do álcool (cal/g.°C) 0,58 
 
Partindo da equação de troca de calor temos então: 
 
Qcedido + Qrecebido + Qcalorimetro = 0 
 
m2 . cágua . (TF – T2 )+ m1 . Calcool. (TF − T1 )+ C . (TF − T1) = 0 
 
������� = 
−�. 	
� − 
1
 − �2. 	
� − 
2
�1. 	
� − 
1
 
 
 
Por referência adotamos o valor de C para o 
Calorímetro: C=13,44cal/ºC, e consideramos o calor 
específico da agua também os valores de refecia cágua = 
= 1 cal/g.oC; assim substituindo os valores apurados na 
equação chegamos ao seguinte resultado. 
 
������� = 
−13,44. 	54,4 − 25
 − 78,31. 	54,4 − 70
50,02 . 	54,4 − 25
 
 
 
������� = 0.568
���
�
º� 
 
 
De posse deste resultado verificamos em percentual 
a margem de erro deste experimento ao comparamos o 
resultado obtido com a valor de referência para o calor 
especifico do álcool que é de: 0,58 cal/gºC. Temos o 
e%, conforme a equação abaixo: 
 
�% = 
	0,58 − 0,568
. 100
0,58
 
 
 
�% = 2,06% 
 
De acordo com os resultados vemos que os valores 
obtidos através da experimentação chegam ao patamar 
quase próximos aos valores de referência. 
 5
 
 
Conclusão 
Em suma após a realização deste experimento, foi 
possível aferir de maneira pratica as proposições do 
nosso horizonte teórico, de como acontece as trocas de 
calor entre as substancias, como o processo se 
desencadeia dentro de ambiente isolado, e ainda deixar 
claro como podemos quantificar matematicamente as 
grandezas físicas envolvidas durante o processo. 
Sendo que, de forma pratica, podemos melhor 
entender o conceito de calor especifico, compreender 
conceitualmente que toda substancia tem um valor de 
referência para o calor especifico, e que este valor pode 
ser previamente descoberto ou aferido, com base na 
relação da sua massa vezes a variação da temperatura. 
Observar como o fluxo de calor passa de um corpo de 
maior temperatura para o de menor temperatura até que 
o sistema chegue ao equilíbrio térmico. 
Ainda com base no experimento vimos que ao 
realiza-lo, é necessário um certo espaço de tempo para 
que a troca de calor ocorra de maneira uniforme até que 
o sistema entre em equilíbrio. Também se verifica a 
necessidade de agitar de maneira suave o calorímetro, 
para proporcionar uma melhor homogeneização do 
material colocado no seu interior, favorecendo a troca 
de calor entre os dois líquidos, evitando assim desvios 
ou leituras incorretas pelos sensores de medição, 
garantindo um resultado satisfatório confiável dentro 
das margens de erro admissíveis. 
Uma vez seguidas todas as recomendações técnicas 
como as citadas acima, constatamos uma grande 
efetividade nos resultados obtidos, ao compararmos, os 
valores de calor específico da agua e do álcool 
encontrados no experimento com valores referencias 
prefixados para estas substancias, obtivemos valores 
bem próximos, com uma taxa de erro admissível bem 
baixa para o experimento. Como podemos ver para 
agua cujo valor de referência e 1cal/gºC foi encontrado 
o valor de 1,034 cal/gºC cuja margem de erro foi de 
e%= -3,9%, durante o primeiro experimento. Para o 
segundo experimento foi apurado o valor de 0,568 
cal/gºC para o calor específico do álcool, ficando bem 
próximo do seu valor de referência que é de 0,58 
cal/gºC, cuja margem de erro ficou e% 2,06% 
Referências: 
 
 
RESNICK, R., HALLIDAY, D., Fundamentos da 
Física, Volumes I e II, 6ª Edição, Livros Técnicos 
Científicos, 1996.