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Parelhas 2024 CHARLES ROSBERG FAUSTINO DE FREITAS PORTFÓLIO DE AULAS PRÁTICAS CALORIMETRIA CHARLES ROSBERG FAUSTINO DE FREITAS PORTFÓLIO DE AULAS PRÁTICAS CALORIMETRIA Projeto apresentado ao Curso de Química Bacharelado da Instituição Anhanguera Professor da disciplina conforme disponível no AVA: Eduardo Ferracin Moreira Parelhas 2024 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 4 2. PROCEDIMENTOS .............................................................................................. 5 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................................... 7 4. CONCLUSÃO ..................................................................................................... 10 5. REFERÊNCIAS .................................................................................................. 11 4 1. INTRODUÇÃO Quando dois corpos estão em contato térmico, ocorre transferência de calor entre eles até que se estabeleça o equilíbrio térmico. O equilíbrio térmico, por sua vez, é a situação em que os dois corpos atingem a mesma temperatura. Além disso, o calor sempre flui do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura. Entendemos por contato térmico qualquer meio existente entre dois ou mais corpos que permita a transferência de calor entre eles por um dos seguintes processos: contato, convecção e indução. Quaisquer transferências de calor entre dois corpos ocorrem segundo um ou mais desses processos. No laboratório virtual ALGETEC realizamos experimentos sobre calorimetria, analisamos os resultados com os cuidados necessários conforme previsto nas instruções do roteiro de aula prática. 5 2. PROCEDIMENTOS A prática tinha como objetivo estudar características presentes na calorimetria, por meio do laboratório virtual ALGETEC. Utilizamos materiais como: Béquer; Termômetro; Calorímetro; Pisseta; Água; Óleo; Garrafa térmica; Bico de Bunsen; Aparato para aquecimento e Balança. No laboratório Virtual ALGETEC, abrimos o armário, selecionamos os EPI’s necessários ao experimento, os EPI’s utilizados foram: jaleco e óculos de proteção, na câmera “Bancada”, posicionando o béquer na balança, ligou-se a balança e aperte- se o botão TARA, retornou-se béquer para a bancada, transferimos 100 ml de água para o béquer usando a pisseta, foi colocado o béquer já com a água sobre a balança e anote-se os dados. Em seguida, Posicionou-se o béquer sobre o sistema de aquecimento, ligou o bico de Bunsen, Ajustou a velocidade de aquecimento do fluído contido no béquer, Aguardou o aquecimento da água até aproximadamente 80° C, ao atingir 80° C foi retirar do sistema de aquecimento e colocado sobre a mesa, medimos a temperatura inicial do calorímetro e em seguida transferimos a água aquecida contida no béquer para o calorímetro e agitamos. Aguardamos a temperatura estabilizar e realizamos as anotações. 6 Na segunda parte do experimento transferimos 100 ml de óleo para o béquer usando a pisseta, foi colocado o béquer já com o óleo sobre a balança e anote-se os dados. Em seguida, Posicionou-se o béquer sobre o sistema de aquecimento, ligou o bico de Bunsen, Ajustou a velocidade de aquecimento do fluído contido no béquer, Aguardou o aquecimento do óleo até aproximadamente 80° C, ao atingir 80° C foi retirar do sistema de aquecimento e colocado sobre a mesa, medimos a temperatura inicial do calorímetro e em seguida transferimos o óleo aquecido contido no béquer para o calorímetro e agitamos. Aguardamos a temperatura estabilizar e realizamos as anotações. 7 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES PARTE I - DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA DE UMA CALORÍMETRO A capacidade térmica do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da conservação de energia: QCEDIDO = QRECEBIDO QCEDIDO PELA ÁGUA QUENTE = QABSORVIDO PELO CALORÍMETRO m1c (T1 - Tf) = C (Tf - TC) C = m1c (T1 - Tf) / (Tf - TC) Onde: C = capacidade térmica do calorímetro; m1 = massa de água; c = calor específico da água (1cal/g °C); T1= temperatura da água quente; Tf = temperatura final de equilíbrio sistema; TC = temperatura no interior do calorímetro QUESTÃO: Com os dados obtidos, calcule a capacidade térmica do calorímetro? RESPOSTA: C = (m1 * c * (T1 - Tf)) / (Tf - TC) m1 = 102.42 g c = 1 cal/g ° C T1 = temperatura inicial do calorímetro = 25.3 ºC Tf = temperatura final de equilíbrio do sistema = 75.8 ºC TC = temperatura no interior do calorímetro = 80.9 ºC C = (102.42 * 1 * (25.3 - 75.8)) / (75.8 - 80.9) C = (102.42 * 1 * ( -50.5)) / (-5.1) C = (-51 86.71) / (-5.1) C ≈ 1016.63 cal/° C 8 PARTE II – DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE LÍQUIDOS A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da conservação de energia: QCEDIDO = QRECEBIDO QCEDIDO PELO ÓLEO QUENTE = QABSORVIDO PELO CALORÍMETRO m1c (T1 - Tf) = C (Tf - TC) c = C (Tf - TC) / m1 (T1 – Tf) Onde: C = capacidade térmica do calorímetro; m1 = massa de óleo; c = calor específico do óleo; T1= temperatura do óleo quente; Tf = temperatura final de equilíbrio sistema; TC = temperatura no interior do calorímetro QUESTÃO: Com os dados obtidos, calcule o calor específico do óleo. Compare o valor obtido com valores de calor específico de óleos vegetais encontrados na internet. Justifique eventuais diferenças. RESPOSTA: Massa de óleo (m1) = 97.13 g Temperatura inicial do calorímetro (Tc) = 25.6ºC Temperatura final de equilíbrio do sistema (Tf) = 81 ºC Temperatura no interior do calorímetro (TC) = 71.3ºC Capacidade térmica do calorímetro (C) ≈ 1016.63 cal/°C c = C * (Td - TC) / (m1 * (Tc - Td)) c = 1016.63 cal/° C * (81ºC - 71.3ºC) / (97.13 g * (25.6ºC - 81 ºC)) c ≈ 1016.63 cal/° C * 9.7ºC / (-75 68.6 g * -55.4ºC) c ≈ -10 062.11 cal / (-417949.24 g * °C) c ≈ 0.024 cal /g°C Com base na literatura, os valores típicos de calor específico de óleos vegetais variam entre 1,9 a 2,8 cal/g°C. No entanto, é importante ressaltar que esses 9 valores podem variar dependendo da fonte, da composição específica do óleo e das condições de medição. No experimento realizado, o valor obtido para o calor específico do óleo foi aproximadamente 0,024 cal/g°C. Esse valor é consideravelmente menor do que os valores típicos encontrados na literatura para óleos vegetais. Essa diferença pode ser atribuída a vários fatores, tais como: Composição específica do óleo, o óleo utilizado no experimento pode ter uma composição diferentes dos óleos vegetais utilizados nas referências encontradas. Diferentes ácidos graxos e outros componentes presentes no óleo podem influenciar o calor específico. erros de cálculo. erros experimentais, o experimento em si pode ter envolvido erros experimentais que afetaram a precisão dos resultados, como medições imprecisas de temperatura ou massa. 10 4. CONCLUSÃO Durante a atividade experimental, foi explorado que os fenômenos relacionados à troca de energia térmica entre corpos. Determinando a capacidade térmica de um calorímetro e utilizamos esses dados para calcular o calor específico de diversas substâncias. Compreendendo como a energia térmica se transfere entre os corpos e como a quantidade de energia transferida está relacionada às propriedades específicas das substâncias. 11 5. REFERÊNCIAS ALGETEC - Laboratóriosvirtuais. Calorimetria. Disponível em: https://cogna.grupoa.education/sagah/object/default/71266831, Acesso em 06/05/2024. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 14724: informação e documentação: trabalhos acadêmicos: apresentação. Rio de Janeiro: ABNT, 2011. BRASIL. [Constituição (1988)]. Constituição da República Federativa do Brasil de 1988. Brasília, DF: Presidência da República, [2016]. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/Constituicao/Constituicao.htm Acesso em: 11/05/2024. https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=Charlesrosberg%40gmail.com&usuarioNome=CHARLES+ROSBERG+FAUSTINO+DE+FREITAS&disciplinaDescricao=F%C3%8DSICA+GERAL&atividadeId=4114322&atividadeDescricao=SIMULADOR+-+F%C3%8DSICA+GERAL&ofertaDisciplinaId=2148950&codigoMaterial=11&fornecedor=1&urlOrigem=https%3A%2F%2Fwww.virtuaslab.net%2Fualabs%2Flauncher.php%3Fproduto%3Dualabid%26ualabid%3D11&isAluno=true https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/Constituicao/Constituicao.htm