Relatório sobre Calorimetria

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<p>Breve introdução:</p><p>Os estudos sobre calor e temperatura se iniciaram antes mesmo da aparição de</p><p>Cristo, neste período se acreditava que o calor era um dos corpos de pequenas</p><p>dimensões ligado ao fogo. A partir do final do século XVII começaram os estudos</p><p>científicos a respeito do tema, George Stahl (1659 – 1734) propôs então a ideia do</p><p>flogístico, onde segundo ele o calor seria uma substancia sem peso e invisível,</p><p>contida em todos os corpos e que seria ela a responsável pela combustão, a teoria</p><p>não era unanimidade entre a comunidade acadêmica da época, pois haviam</p><p>controvérsias ainda não explicadas, foi então que Lavoisier descobriu que a</p><p>combustão nada mais era do que uma reação do oxigênio, o que marcou o abandono</p><p>da teoria do flogístico e a adoção da teoria do calórico, que por sua véz explicava a</p><p>mudança de temperatura dos corpos, bem resumidamente a teria explicava que se o</p><p>corpo estivesse frio a quantidade de calórico acumulado nele seria pouca, e caso</p><p>estivesse quente a quantidade de calórico seria maior, esta ideia já era defendida por</p><p>outros cientistas, valendo ressaltar Joseph Black que também defendia o color como</p><p>uma substancia envolvida em processos e não um corpúsculos de um corpo como</p><p>defendido em tempos anteriores, porém foi o reconhecimento e prestigio detido por</p><p>Lavoisier que favoreceu a aceitação da teoria.</p><p>Este relatório traz evidencias e conhecimentos necessários e a fim de melhorar a</p><p>nossa compreensão sobre o conceito de calorimetria, veremos ao decorrer deste</p><p>relatório os conceitos de calor, calor especifico, e calorimetria, de forma pratica e</p><p>eficiente ... o experimento evidencia a troca de energia entre corpos na forma de calor,</p><p>a troca ocorre pelo fato de os corpos não possuírem propriamente o calor e sim</p><p>trocarem, todo corpo está em um certo momento cedendo ou recebendo calor até que</p><p>atinjam uma estabilidade e equivalência.</p><p>Objetivo:</p><p>Após analise experimental, esperamos poder compreender e esclarecer melhor o</p><p>conceito de calorimetria através de gráficos, formulas, e o entendimento de que o</p><p>calor é apenas uma das formas em que a energia se manifesta na natureza, entendo</p><p>que o calor não é uma grandeza de um corpo, e sim uma energia que fluí entre os</p><p>corpos. Comprovaremos nossa a tese por meio de gráficos, formulas e equações,</p><p>todas elas justificadas.</p><p>→ Passo a passo e método de montagem:</p><p>→ EPIs: Antes de tudo devemos nos dirigir ao armário de EPIs pra retirar os</p><p>equipamentos necessários.</p><p>→</p><p>→ Tara da balança: Colocamos o béquer encima da balança ligamos ela e</p><p>selecionamos a função tara, para que o peso do béquer seja desconsideramos</p><p>e assim possamos ter uma medida exata da massa do fluído.</p><p>→</p><p>→ Medindo massa da água: Colocamos 100ml de água da pisseta para o</p><p>béquer. Daí colocamos o béquer com 100ml de água sobre a balança para</p><p>medir a massa, anotamos o valor exibido na balança que devido a tara anterior</p><p>já exibe o valor exato da massa da água.</p><p>→</p><p>→ Medindo temperatura inicial da água: Após o béquer já com água medir</p><p>temperatura inserindo o termômetro no béquer, e anotamos o valor.</p><p>→</p><p>→ Etapa de ajuste do aquecimento: Posicionamos o béquer no sistema de</p><p>aquecimento e ligamos a chama do bico de Bunsen (aceleramos a troca</p><p>térmica pra 8x).</p><p>→</p><p>→ Medidas pro gráfico de aquecimento: Coletar temperatura da água sendo</p><p>aquecida a cada 10 segundos, até que a água atinja a temperatura de 80ºC</p><p>(usaremos estes dados pra construção do gráfico “Tempo X Temperatura”) e</p><p>em seguida desligamos a chama.</p><p>→</p><p>→ Medindo temperatura do calorímetro: Medimos a temperatura inicial do</p><p>calorímetro, e em seguida adicionamos a água aquecida no calorímetro, e</p><p>agitamos a fim de acelerar a troca térmica, ao fim desse processo, aguardamos</p><p>um certo tempo até que a temperatura se estabilize e daí então medimos a</p><p>temperatura final com o termômetro.</p><p>→</p><p>→ Finalização da parte experimental: Desligamos o termômetro e descartamos</p><p>o material do calorímetro.</p><p>→</p><p>...todos os processos anteriores foram repetidos alterando apenas a substancia (água</p><p>pra óleo, e a quantidade de fluído 100, 150 & 200ml.).</p><p>Assim podemos partir para avaliação dos resultados ...</p><p>DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA DO CALORÍMETRO:</p><p>Iremos determinar a capacidade térmica C do calorímetro através do princípio da</p><p>conservação de energia:</p><p>Qcedido = Qrecebido</p><p>Qcedido pela água quente = Qabsorvido pelo calorímetro</p><p>o m1c (T1 - Tf) = C (Tf - TC)</p><p>o C = m1c (T1 - Tf) / (Tf - TC)</p><p>o Onde: C = capacidade térmica do calorímetro;</p><p>o m1 = massa de água;</p><p>o c = calor específico da água (1cal/g °C);</p><p>o T1= temperatura da água quente;</p><p>o Tf = temperatura final de equilíbrio sistema;</p><p>o TC = temperatura no interior do calorímetro</p><p>Água 100ml</p><p>Com os dados obtidos, calculamos o calor específico do óleo.</p><p>O resultado das equações acima deve ser interpretado como: cal/g ºC</p><p>Dados do experimento de Calorimetria</p><p>Óleo 100ml Água 100ml Água 150ml Água 200ml</p><p>Temperat</p><p>ura °C Tempo (s)</p><p>Temperat</p><p>ura °C Tempo (s)</p><p>Temperat</p><p>ura °C Tempo (s)</p><p>Temperat</p><p>ura °C Tempo (s)</p><p>26,3 0 26,3 0 26,1 0 25,9 0</p><p>37,1 10 30,3 10 29 10 27,9 10</p><p>48,4 20 33,9 20 31,7 20 29,9 20</p><p>60,7 30 38 30 34,3 30 31,8 30</p><p>74 40 42 40 37 40 33,7 40</p><p>80,2 43 46,4 50 39,7 50 36 50</p><p>51,4 60 42,7 60 38 60</p><p>55,4 70 45,7 70 40,1 70</p><p>60,4 80 48,5 80 42,4 80</p><p>65,3 90 51,6 90 44,7 90</p><p>70,3 100 54,7 100 46,8 100</p><p>75,4 110 57,7 110 48,9 110</p><p>80,5 119 60,8 120 51,1 120</p><p>64,2 130 53,5 130</p><p>67,3 140 55,9 140</p><p>70,8 150 58,3 150</p><p>74,1 160 60,6 160</p><p>77,3 170 63,3 170</p><p>80,2 178 65,5 180</p><p>68 190</p><p>70,5 200</p><p>73,1 210</p><p>75,9 220</p><p>78,6 230</p><p>80,2 236</p><p>Gráfico comportamento do Óleo:</p><p>Notamos que o óleo aquece com uma enorme facilidade, notamos também que ele</p><p>aquece mais rápido do que água, isso porquê possui um baixo calor especifico, ou</p><p>seja, ele precisa de uma pequena quantidade de caloria pra elevar a sua temperatura</p><p>quando comparado a outros óleos também é possível notar uma diferença, Usaremos</p><p>como comparação o Azeite e Oliva (C18H34O2) que tem C= 0,40 enquanto o nosso</p><p>Óleo possui C= 0,53 ou seja, o azeite de Oliva irá aquecer com mais facilidade, essa</p><p>diferença entre os óleos ocorre porquê apesar de serem ambos óleos, são</p><p>substâncias diferentes tendo cada uma a sua estrutura e seu calor específico.</p><p>Gráfico comportamento da Água</p><p>Comportamento das diferentes quantidade de água no gráfico.</p><p>Conseguimos explicar o comportamento através da seguinte equação Q= m.c.ΔT,</p><p>onde Q é a quantidade de calor.</p><p>Q para 100ml = Q= 97,6 x 1*(80,5 - 26,3) = 5.289,92</p><p>Q para 150ml = Q= 146,23 x 1*(80,2 - 26,1) = 7.911,01</p><p>Q para 200ml = Q= 194,5 x 1*(80,2 - 25,9) = 10.561,35</p><p>• Conclusões</p><p>Após análise dos gráficos e comprovação por meio do cálculo utilizando a equação</p><p>aplicada acima, constatamos que quanto maior a quantidade do fluído água (H²O),</p><p>maior foi a necessidade de calor para que atingir a temperatura desejada, que no</p><p>nosso experimento foi de 80ºC para todas as amostras.</p>