Calor específico da água - Camila da Costa Moura

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ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
Disciplina: Laboratório de Física 1
Experimento 3.2: Calor específico da água
Camila da Costa Moura
Manaus, AM
2024
Objetivos do experimento
● Determinar o valor do calor específico da água por meio deste experimento.
Parte teórica
O calor específico é uma propriedade física que indica a quantidade de energia
necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância em um
grau Celsius. Essa característica é fundamental para compreender como diferentes materiais
respondem à adição de calor. Materiais com alto calor específico, como a água, requerem
mais energia para sofrer uma mudança de temperatura, o que lhes confere a capacidade de
atuar como excelentes armazenadores de calor. Essa propriedade é particularmente
importante em aplicações que envolvem transferência de calor e regulação térmica, tanto em
processos industriais quanto em fenômenos naturais, como a moderação climática
proporcionada pelos oceanos. A compreensão do calor específico de diferentes substâncias
é crucial para o desenvolvimento de tecnologias eficientes e sustentáveis em diversas áreas
da ciência e engenharia.
Figura 1 - Relação entre calor específico, massa do corpo, variação de temperatura e
quantidade de calor.
Fonte: Física fácil, 2010.
O calor específico da água é uma propriedade física fundamental que descreve a
quantidade de energia necessária para aumentar a temperatura de uma unidade de massa
de água em um grau Celsius. Com um valor de aproximadamente 4,18 joules por grama por
grau Celsius (J/g°C), o calor específico da água é relativamente alto comparado a outras
substâncias, o que influencia diretamente sua capacidade de absorver e liberar calor,
podendo atuar como um regulador térmico no meio ambiente.
Parte Experimental
Para a realização do experimento, foram utilizados os seguintes materiais:
amperímetro, voltímetro, cronômetro, termômetro, béquer, recipiente isolado com resistência
de aquecimento e fonte de corrente contínua. O sistema foi montado conforme a imagem
abaixo:
Figura 2 - Sistema montado para o experimento.
Fonte: Autoral, 2024.
O procedimento iniciou-se colocando 150 ml de água no béquer e
transferindo-o no recipiente isolado. Após isso, foi inserido o termômetro e o resto do sistema
de modo a montar um circuito, e foi registrado o tempo a cada variação de 2 graus Celsius na
água. Após o experimento ser realizado 3 vezes, obteve-se a seguinte tabela:
Tabela 1 - Valores obtidos em cada ensaio.
Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 3
Medida
Temperatur
a (°C) Tempo (s) Medida
Temperatura
(°C) Tempo (s) Medida
Temperatura
(°C) Tempo (s)
1 T0 = 30 zero 1 T0 = 31,5 zero 1 T0 = 30 zero
2 32 39 2 33,5 58 2 32 63,6
3 34 68,4 3 35,5 72 3 34 82,8
4 36 86,4 4 37,5 90,6 4 36 123,6
5 38 133,2 5 39,5 132 5 38 144
6 40 151,1 6 41,5 149,4 6 40 191,4
7 42 199,2 7 43,5 191,4 7 42 201
8 44 240 8 45,5 211,8 8 44 244,8
9 46 262,8 9 47,5 256,8 9 46 264
10 48 305,4 10 49,5 274,2 10 48 310,8
11 50 327,6 11 51,5 315 11 50 330,6
12 52 363 12 53,5 331,2 12 52 375
13 54 420 13 55,5 373,8 13 54 426,6
Fonte: Autoral, 2024.
A partir desses valores, foram criados os 3 gráficos de regressão linear:
Gráficos 1, 2 e 3 - Regressão linear dos resultados obtidos.
Fonte: Autoral, 2024.
Através da planilha, calculou-se também os valores de incertezas:
Sendo as equações apresentadas na forma: y = a + bx, tem-se os seguintes valores de b:
b1 = 0,058 ± 0,001
b2 = 0,066± 0,002
b3 = 0,062 ± 0,002
Sendo = B e calculou-se os valores de calor específico para cada
gráfico:
Calor específico para b1:
26310,11494 J/kgºC
Calor específico para b2:
23105,65657J/kgºC
Calor específico para b3:
24604,51613 J/kgºC
Calculando a média desses 3 valores e obtendo a sua incerteza, tem-se:
24604,51613 J/kgºC ou 5.8767 cal/gºC
Assim, obteve-se: 5,9 ± 0,4 cal/gºC
Resultados e conclusão
Comparando o resultado obtido com o calor específico da água 1 cal/gºC, notou-se que os
resultados apresentaram muita variação em relação ao esperado. Isto pode ter se dado
devido a um erro nos cálculos e conversões ou erro na anotação de variáveis relacionadas
ao circuito elétrico. Apesar disso, foi possível entender mais sobre a análise gráfica no âmbito
da termologia.
Referências bibliográficas
MELO, Pâmella Raphaella. "Calor específico"; Brasil Escola. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calor-especifico.htm. Acesso em 24 de julho de 2024.