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ANHANGUERA ENGENHARIA AMBIENTAL WILTON CARDOSO DE OLIVEIRA RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL- ENERGIA ARAGUAÍNA 2026 WILTON CARDOSO DE OLIVEIRA RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA Calorimetria Relatório apresentado à disciplina Física geral e experimental- Energia, do curso de Engenharia Ambiental da Anhanguera como requisito parcial para aprovação na disciplina. ARAGUAÍNA 2026 1. Introdução A calorimetria é uma área da Física dedicada ao estudo das trocas de calor entre corpos que apresentam diferenças de temperatura. Esses processos estão diretamente ligados às variações na energia interna dos sistemas e seguem o princípio da conservação da energia, segundo o qual o calor perdido por um corpo é igual ao calor ganho por outro, considerando-se que o sistema esteja isolado. O estudo dessas trocas permite compreender de forma quantitativa como a energia térmica se distribui entre os corpos envolvidos em processos de aquecimento ou resfriamento. O presente trabalho tem como objetivo analisar experimentalmente os fenômenos de transferência de calor por meio de um experimento de calorimetria em um laboratório virtual. Inicialmente, a atividade envolve a determinação da capacidade térmica de um calorímetro por meio da mistura de água aquecida com o próprio calorímetro. Em seguida, esse valor é utilizado para calcular o calor específico de um óleo. Dessa maneira, é possível observar como diferentes materiais reagem às trocas de calor, evidenciando a relação entre massa, variação de temperatura e propriedades térmicas específicas. Durante o experimento, são coletados dados de massa e temperatura, permitindo a aplicação das equações fundamentais da calorimetria e a verificação prática do princípio da conservação de energia térmica. Além disso, a atividade possibilita compreender a importância do calorímetro como instrumento de medição, assim como identificar possíveis fontes de erro, como perdas de calor para o ambiente ou limitações do modelo virtual utilizado. Portanto, este trabalho busca consolidar os conceitos teóricos de calor, capacidade térmica e calor específico, promovendo a integração entre teoria e prática e proporcionando uma compreensão mais clara dos processos de transferência de energia térmica em sistemas físicos. 2. Passo a passo O desenvolvimento da atividade iniciou-se com o acesso ao Ambiente Virtual de Aprendizagem, onde foi selecionado o experimento referente ao estudo do calor, disponível na plataforma VirtuaLab. Após a abertura do laboratório virtual, foi possível visualizar os materiais necessários para a realização do experimento, incluindo béqueres, calorímetro, termômetros, fonte de aquecimento e balança digital. Na primeira etapa do experimento, teve-se como objetivo determinar a capacidade térmica do calorímetro. Inicialmente, foram adicionados aproximadamente 100 mL de água em um béquer, o qual foi colocado sobre a balança digital para a medição precisa da massa da água. Em seguida, o béquer contendo a água foi levado à fonte de aquecimento até que a temperatura atingisse um valor próximo de 80 °C. A temperatura da água quente foi então medida com o auxílio do termômetro. FIGURA 1 – Início do experimento Paralelamente, a temperatura inicial do calorímetro foi registrada antes da adição da água quente, garantindo a precisão necessária para os cálculos posteriores. Em seguida, a água aquecida foi cuidadosamente transferida para o interior do calorímetro, evitando perdas significativas de calor durante o procedimento. Com a água no calorímetro, aguardou-se até que o sistema atingisse o equilíbrio térmico, monitorando a temperatura continuamente até sua estabilização, que foi então registrada como a temperatura final do sistema. Esses dados permitem calcular a capacidade térmica do calorímetro, com base no princípio de que o calor perdido pela água é igual ao calor absorvido pelo calorímetro. Na segunda etapa da atividade, o valor obtido da capacidade térmica do calorímetro foi utilizado para determinar o calor específico de um óleo. Para isso, 100 mL de óleo foram adicionados a um béquer, cuja massa foi medida novamente na balança digital. O óleo foi aquecido até cerca de 80 °C, e sua temperatura foi registrada antes de ser transferido para o calorímetro. FIGURA 2- Estabilização da temperatura Em seguida, o óleo aquecido foi cuidadosamente colocado no calorímetro, cuja temperatura inicial já havia sido registrada previamente. Assim como na etapa anterior, aguardou-se até que o sistema atingisse o equilíbrio térmico, momento em que a temperatura final estabilizada foi anotada. Com esses dados, foi possível utilizar a equação da calorimetria para determinar o calor específico do óleo, avaliando a transferência de calor entre o óleo e o calorímetro. Valores registrados: • Massa da água (m) = 94,37 g • Temperatura inicial da água quente (T₁) = 90,9 °C • Temperatura inicial do calorímetro (T_C) = 25,4 °C • Temperatura de equilíbrio (T_f, água + calorímetro) = 71,7 °C Etapa do Experimento Substância Massa (g) Temperatura inicial da substância T₁ (°C) Temperatura inicial do calorímetro T_C (°C) Temperatura de equilíbrio T_f (°C) Resultado Água 94,37 90,9 25,4 71,7 — Cálculo do calor específico do óleo Usando a fórmula fornecida no roteiro: 𝑐 = 𝐶 ⋅ (𝑇𝑓 − 𝑇𝐶) 𝑚 ⋅ (𝑇1 − 𝑇𝑓) Substituindo os valores medidos: • C = 39,13 cal/°C • T_f = 71,7 °C • T_C = 25,4 °C • m = 88,72 g • T₁ = 90,9 °C 𝑐 = 39,13 ⋅ (71,7 − 25,4) 88,72 ⋅ (90,9 − 71,7) 𝑐 = 39,13 cal/°C Tabela 2 – Resultado do óleo 3. DISCUSSÃO A partir dos dados obtidos no experimento de calorimetria, foi possível analisar quantitativamente as trocas de calor entre os corpos envolvidos e verificar a aplicação do princípio da conservação da energia térmica. Na primeira etapa, determinou-se a capacidade térmica do calorímetro, cujo valor encontrado foi C = 39,13 cal/°C. Esse resultado representa a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura do calorímetro em 1 °C e é fundamental para os cálculos subsequentes, já que o calorímetro participa ativamente das trocas de energia durante o experimento. Em relação aos conceitos teóricos, pode-se afirmar que, em um sistema ideal e isolado, o calor cedido por um corpo mais quente é igual ao calor recebido pelos corpos mais frios. No experimento, esse princípio foi aplicado ao considerar que o calor perdido pela água ou pelo óleo quente foi integralmente absorvido pelo calorímetro, desprezando-se perdas para o ambiente. Na prática, entretanto, sempre existem pequenas trocas de calor com o meio externo, além de possíveis incertezas nas medições de massa e temperatura, o que explica as diferenças observadas entre os valores experimentais e os valores teóricos. Essas discrepâncias reforçam a importância de um controle rigoroso das condições experimentais, como a correta leitura das temperaturas finais de equilíbrio e o tempo necessário para estabilização térmica. Pequenas variações nessas grandezas afetam diretamente os cálculos, já que o calor específico e a capacidade térmica dependem linearmente da variação de temperatura. Conclui-se, portanto, que o experimento permitiu compreender de maneira prática os conceitos fundamentais da calorimetria, incluindo capacidade térmica, calor específico e conservação da energia térmica, proporcionando uma melhor integração entre teoria e prática 4- REFERÊNCIAS • HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física: termologia. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. v. 2. TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros: termodinâmica e ondas.6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009. v. 1. YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física II: termodinâmica e ondas. 14. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016. 1. Introdução