5 periodo Relatório de Aula Prática - Termodinâmica_cópia

Prévia do material em texto

Sao paulo 
2025 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE ANHANGUERA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Johnatan Dos Santos Pinto 
 
ENGENHARIA MECANICA 
 TERMODINÂMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO DE AULA PRATICA 
 
 TERMODINÂMICA 
 
 
 
 
Resumo pratico referente a atividade requisitada a 
materia de termodinamica. 
 
Obrigado pela oportunidade. 
 
 
SEGUE O SUMARIO 
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 3 
2 DESENVOLVIMENTO ......................................................................................... 4 
2.1 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 1 ..................................................................... 4 
2.2 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 2 ..................................................................... 9 
2.3 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 3 ................................................................... 15 
2.4 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 4 ................................................................... 21 
3 CONCLUSÃO .................................................................................................... 26 
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 27 
 3 
INTRO. 
A Termodinâmica é uma das bases fundamentais da Engenharia, responsável pelo estudo 
das transformações de energia e das propriedades físicas que regem os sistemas materiais. A 
compreensão de seus princípios é essencial para o desenvolvimento de tecnologias voltadas à 
conversão, transferência e aproveitamento eficiente da energia em processos industriais e científicos. 
Ao longo desta prática, o estudo experimental dos fenômenos térmicos possibilita observar, de forma 
aplicada, a relação entre temperatura, pressão, volume e energia, permitindo a análise quantitativa 
das grandezas que caracterizam o comportamento das substâncias sob diferentes condições. 
O experimento proposto tem como objetivo consolidar o entendimento dos conceitos termodinâmicos 
por meio da simulação de situações reais em um laboratório virtual, envolvendo medições, cálculos e 
interpretações de dados. A partir da execução das atividades, torna-se possível correlacionar os 
resultados experimentais com os princípios teóricos — como as leis fundamentais da Termodinâmica, 
as propriedades dos fluidos e a determinação de parâmetros como calor específico, entalpia e 
pressão de vapor. Essas práticas favorecem o desenvolvimento de habilidades essenciais para a 
atuação profissional, como a capacidade de análise crítica, a aplicação de métodos quantitativos e a 
observação criteriosa de fenômenos energéticos. 
Além de proporcionar um aprendizado técnico consistente, a prática contribui para a formação ética e 
segura do futuro engenheiro, reforçando a importância do uso de Equipamentos de Proteção 
Individual, mesmo em ambientes simulados. O trabalho visa, portanto, promover a integração entre 
teoria e prática, demonstrando como os conceitos de energia e transformação térmica se aplicam à 
engenharia contemporânea e aos sistemas tecnológicos que sustentam a eficiência dos processos 
industriais. 
 
 4 
1 DESENVOLVIMENTO 
1.1.1 1.1 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 1 
Conceitos introdutórios e definições em termodinâmica 
1.1.1.1 Introdução 
O experimento teve como objetivo principal compreender a correlação entre a variação da altura da 
coluna líquida observada no termoscópio e as temperaturas registradas pelo termômetro de álcool. 
Essa análise é fundamental para o processo de calibração de instrumentos de medição, etapa 
essencial em diversas aplicações científicas e industriais. A equação termométrica determinada a 
partir dos resultados obtidos permite converter as variações de altura em valores de temperatura, 
oferecendo um método eficiente para garantir maior exatidão em procedimentos que exigem controle 
rigoroso das condições térmicas. 
A Termodinâmica constitui uma área essencial tanto da Física quanto da Engenharia, dedicada ao 
estudo das interações entre calor, trabalho e energia, bem como das leis que descrevem essas 
transformações. O entendimento desses fundamentos é imprescindível para o desenvolvimento de 
aplicações práticas, especialmente na busca por maior eficiência em sistemas térmicos e em 
processos químicos. Dessa forma, o domínio desse campo do conhecimento torna-se indispensável 
para o avanço científico e para o desempenho técnico no exercício profissional (BORGNAKKE; 
SONNTAG, 2018). 
1.1.1.2 Materiais e Métodos 
Materiais Utilizados: 
• Termoscópio 
• Termômetro de álcool 
• Régua milimétrica 
• Banho de gelo 
• Banho de vapor (água em ebulição) 
• Altímetro 
 
-Caneta para marcação 
 
 5 
1.1.2 Procedimentos Realizados 
1.1.2.1 Preparação e Segurança 
Antes do início da prática experimental, foram utilizados os Equipamentos de Proteção Individual 
(EPIs) virtuais — jaleco, óculos de segurança, máscara e luvas — garantindo o cumprimento dos 
protocolos de segurança durante a simulação. 
1.1.2.2 Medidas Iniciais 
• O termoscópio foi posicionado de forma vertical ao lado da régua milimétrica, sendo anotada 
a altura inicial da coluna líquida (h₁) na Tabela 1. 
• Realizou-se a medição da altura h₂, considerando a distância entre a parte superior do bulbo 
e a primeira marcação, correspondente à condição térmica ambiente, registrando-se o valor 
obtido. 
• A temperatura ambiente foi determinada por meio do termômetro de álcool, e o resultado, 
juntamente com a altitude do ambiente informada pelo altímetro, foi devidamente inserido na 
Tabela 1. 
Ponto do Gelo 
• O bulbo do termoscópio foi inserido no banho de gelo, aguardando-se até que o sistema 
atingisse o equilíbrio térmico. 
• A nova altura da coluna líquida (h₁) foi registrada e os valores obtidos nessa etapa foram 
anotados na Tabela 1 para posterior análise. 
Ponto do Vapor 
• O bulbo do termoscópio foi mantido em contato com o vapor proveniente da água em 
ebulição até que a coluna líquida atingisse estabilidade. Em seguida, 
1.1.2.3 Ponto do Vapor 
• O bulbo do termoscópio foi mantido em contato com o vapor proveniente da água em 
ebulição até que a coluna líquida atingisse estabilidade. 
• Realizou-se a medição e o registro da altura da coluna líquida (h₃), correspondente ao ponto 
de vapor. 
 6 
• A temperatura referente a essa condição foi determinada por meio do termômetro de álcool, e 
o valor obtido foi devidamente anotado na Tabela. 
 
Estastisticas 
Tabela 1: Dados coletados durante o experimento 
Estado térmico Temperatura indicada no 
termômetro a álcool T(ºC) 
Altura da coluna líquida h 
(cm) 
Ponto de gelo 0 5.2 
Ambiente 25 7.3 
Ponto do vapor 100 10.8 
 
1.1.3 Análise dos Resultados 
Com base nos dados obtidos experimentalmente, elaborou-se um gráfico que expressa a relação 
entre a altura da coluna líquida e a temperatura em graus Celsius. Por meio da aplicação do Teorema 
de Tales, foram calculados os valores dos coeficientes linear e angular da reta resultante, permitindo 
o desenvolvimento da equação termométrica que descreve essa correlação: 
H(T)=0,059 T+5,2H(T) = 0,059 \, T + 5,2H(T)=0,059T+5,2 
A equação obtida demonstrou uma correspondência linear entre a altura da coluna líquida do 
termoscópio e as temperaturas registradas, comprovando a eficácia do instrumento em medições de 
alta precisão. A leve discrepância identificada entre as marcações originais do fabricante e os valores 
experimentais indica que o processo de calibração ocorreu de forma adequada. 
Durante o teste com água aquecida, o termoscópio registrou uma temperatura de 80 °C, enquanto o 
termômetro de álcool marcou 78 °C. Essa diferença sutil pode estar 
Durante o teste com água aquecida, o termoscópio registrou uma temperatura 
de 80 °C, enquanto o termômetro de álcool marcou78 °C. Essa diferença sutil pode 
estar relacionada a variações no equilíbrio térmico ou às limitações de precisão 
inerentes aos instrumentos utilizados. 
 
 
 
 
Conclusão 
 
A atividade experimental voltada à determinação da equação termométrica 
possibilitou uma compreensão aprofundada sobre os procedimentos de calibração O 
 7 
conhecimento adquirido nessa prática é fundamental para assegurar medições 
confiáveis em aplicações de Engenharia e pesquisas científicas, nas quais o controle 
térmico desempenha papel crucial. Além disso, a execução do experimento reforçou 
a importância da observância de protocolos técnicos rigorosos e contribuiu para o 
aprimoramento das habilidades de análise, interpretação e aplicação de dados 
experimentais em contextos reais. 
1.1.4 Questionamentos 
1. Por que é importante marcar a altura da coluna líquida do termoscópio em diferentes pontos 
de temperatura? 
O registro das variações na altura da coluna líquida do termoscópio sob diferentes condições de 
temperatura é essencial para determinar com precisão a relação existente entre essas grandezas. A 
adoção de pontos de referência definidos, como o ponto de fusão do gelo (0 °C) e o ponto de 
ebulição da água (100 °C), permite a elaboração de uma equação ou curva de calibração, 
viabilizando medições precisas em situações de temperatura desconhecida. Esse procedimento 
garante o desempenho confiável do termoscópio e sua aplicabilidade em diversos contextos 
experimentais e industriais. 
2. Explique a razão para usar o banho de gelo no experimento. 
O uso do banho de gelo teve como propósito criar um ambiente de temperatura estável e conhecido, 
correspondente a 0 °C, valor referente ao ponto de fusão da água. Essa etapa é indispensável para 
estabelecer um dos pontos de referência do termoscópio, permitindo associar a altura da coluna 
líquida a essa condição térmica específica. A obtenção dessa referência é fundamental para o 
processo de calibração do instrumento, assegurando maior exatidão na formulação da equação 
termométrica e na interpretação dos resultados obtidos. 
 
 
1.1.5 3. Como a medição da altura da coluna líquida pode influenciar nos 
resultados do experimento? 
A medição da altura da coluna líquida constitui um elemento essencial para a precisão do 
experimento, pois é a partir desse parâmetro que se determina a temperatura utilizando a equação 
termométrica. Qualquer imprecisão nessa etapa — como erros de leitura, desalinhamento visual, 
marcações inadequadas na régua ou variações nas condições ambientais — pode interferir 
diretamente na confiabilidade dos resultados. Por isso, é fundamental que todas as medições sejam 
realizadas com atenção, constância e cuidado técnico, assegurando a exatidão dos dados e a 
credibilidade das análises obtidas. 
 8 
1.1.6 4. Qual é a fórmula utilizada para determinar a relação entre a altura da coluna 
líquida e a temperatura, e como os dados experimentais são aplicados nessa 
fórmula? 
A correspondência entre a altura da coluna líquida (h) e a temperatura (T) pode ser descrita por meio 
de um modelo de comportamento linear, cuja expressão matemática é: 
H(T)=aT+bH(T) = aT + bH(T)=aT+b 
Onde: 
• H(T)H(T)H(T) é a altura da coluna líquida em função da temperatura; 
• aaa é o coeficiente angular, representando a sensibilidade do termoscópio; 
• bbb é o coeficiente linear, representando a altura da coluna líquida quando a temperatura é 
zero. 
As medições de altura e temperatura registradas nos pontos de gelo, ambiente e vapor são utilizadas 
para calcular os coeficientes aaa e bbb. Esse processo ajusta a expressão matemática, tornando-a 
mais representativa da relação observada entre as variáveis durante o experimento, garantindo maior 
fidelidade aos resultados obtidos. 
1.1.7 5. Qual foi a diferença entre as temperaturas medidas pelo termômetro de 
álcool e pela equação obtida? Explique possíveis causas para essa diferença. 
Durante o experimento, a aplicação da equação indicou uma temperatura de 80 °C para a água 
aquecida, enquanto o termômetro de álcool apresentou 78 °C, resultando em uma diferença de 2 °C 
entre as medições dos dois instrumentos. 
Possíveis causas para essa diferença incluem: 
• Pequenas inconsistências na medição da altura da coluna líquida; 
• A equação foi baseada em pontos de referência específicos, como gelo e vapor. Caso a 
coluna líquida não tenha se estabilizado completamente ou haja variações na pressão 
atmosférica, podem ocorrer leves imprecisões; 
• O termômetro de álcool possui uma margem de erro ou menor precisão em temperaturas 
próximas ao ponto de ebulição, em contraste com a equação calibrada para o termoscópio; 
• Fatores ambientais, como correntes de ar ou umidade, podem influenciar a medição, 
causando diferenças entre as leituras. 
 
 9 
1.2 1.2 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 2 
Obtenção das propriedades termodinâmicas 
1.2.1 Introdução 
O experimento teve como objetivo determinar a pressão de vapor e a entalpia de vaporização da 
água em diferentes faixas de temperatura. Esses parâmetros são fundamentais em processos 
industriais, como destilação e refrigeração, que exigem controle preciso da transição entre as fases 
líquida e gasosa. 
A pressão de vapor descreve o comportamento do fluido frente às variações de temperatura, 
enquanto a entalpia de vaporização indica a energia necessária para que o líquido se transforme em 
vapor. A realização desta prática simulada contribuiu para o aprofundamento da compreensão desses 
fenômenos e destacou sua aplicação direta em contextos práticos da Engenharia e da Indústria. 
1.2.2 Materiais e Métodos 
Materiais Utilizados: 
• Béqueres com água destilada 
• Condensador adaptado 
• Banho termostático 
• Barômetro digital 
• Régua graduada 
• Gelo 
Procedimentos Realizados 
• Antes do experimento, foram utilizados EPIs virtuais, como jaleco e óculos de proteção; 
• O béquer e o condensador foram preenchidos com água destilada e conectados ao sistema 
de controle de temperatura do banho termostático; 
• Gelo foi adicionado ao banho termostático e monitorou-se a queda da temperatura no painel 
de controle do simulador até atingir 0 °C; 
• O banho termostático foi aquecido gradualmente, observando-se a variação do volume no 
condensador conforme a temperatura aumentava. Durante o processo, registraram-se as 
medições de temperatura, altura do líquido e altura do gás; 
 10 
• A pressão atmosférica foi medida com o barômetro digital e registrada. 
Cálculos 
Volume do Gás 
V=πr2ΔhgaˊsV = \pi r^2 \Delta h_\text{gás}V=πr2Δhgaˊs 
• Raio do condensador (rrr) = 0,02 m 
• Altura da coluna de gás (Δhgaˊs\Delta h_\text{gás}Δhgaˊs) = 0,015 m 
V50=π×(0,02)2×0,015≈1,884×10−5 m3V_{50} = \pi \times (0,02)^2 \times 0,015 \approx 1,884 \times 
10^{-5} \, \text{m}^3V50=π×(0,02)2×0,015≈1,884×10−5m3 
Pressão Parcial do Ar 
par=patm−ρgΔhgaˊsp_\text{ar} = p_\text{atm} - \rho g \Delta h_\text{gás}par=patm−ρgΔhgaˊs 
• Δh=0,015 m\Delta h = 0,015 \, \text{m}Δh=0,015m (50 °C) 
par=101325−(1,225×9,81×0,015)≈101324,82 Pap_\text{ar} = 101325 - (1,225 \times 9,81 \times 
0,015) \approx 101324,82 \, \text{Pa}par=101325−(1,225×9,81×0,015)≈101324,82Pa 
Quantidade de Ar 
nar=par⋅VarRTn_\text{ar} = \frac{p_\text{ar} \cdot V_\text{ar}}{R T}nar=RTpar⋅Var 
• Para 50 °C (T=323 KT = 323 \, \text{K}T=323K) 
nar=101324,82×1,884×10−58,314×323≈7,107×10−6 moln_\text{ar} = \frac{101324,82 \times 1,884 
\times 10^{-5}}{8,314 \times 323} \approx 7,107 \times 10^{-6} \, \text{mol}nar
=8,314×323101324,82×1,884×10−5≈7,107×10−6mol 
Pressão de Vapor 
pv=patm−par−ρgΔhlıˊqp_v = p_\text{atm} - p_\text{ar} - \rho g \Delta h_\text{líq}pv=patm−par−ρgΔhlıˊq 
• Para Δhlıˊq=0,01 m\Delta h_\text{líq} = 0,01 \, \text{m}Δhlıˊq=0,01m (50 °C) 
pv=101325−101324,82−(1000×9,81×0,01)≈−98,92 Pap_v = 101325 - 101324,82 - (1000 \times 9,81 
\times 0,01) \approx -98,92 \, \text{Pa}pv=101325−101324,82−(1000×9,81×0,01)≈−98,92Pa 
 
Dados experimentais coletadosdurante o experimento 
T (ºC) T (K) 𝚫𝒉𝒍íq 
(cm) 
𝚫𝒉𝒈ás 
(cm) 
Var/10-5 
(m3) 
𝒑𝒂𝒓 (Pa) 𝒑𝒗 (Pa) T-1 (K-1) In (𝒑𝒗) 
0 273.2 1.0 0.5 0.785 98000 1018 0.00366 6.926 
50 323.2 3.2 1.5 2.356 95000 2508 0.00309 7.825 
 11 
55 328.2 3.5 1.8 2.827 94000 3098 0.00305 8.038 
60 333.2 4.0 2.1 3.490 93000 3854 0.00300 8.257 
65 338.2 4.5 2.4 4.243 92000 4814 0.00296 8.479 
70 343.2 5.0 2.7 5.087 91000 6004 0.00292 8.701 
75 348.2 5.5 3.0 6.021 90000 7459 0.00287 8.918 
80 353.2 6.0 3.3 7.065 89000 9226 0.00283 9.130 
 
 
Análise dos Resultados 
 
1.2.3 Determinação da Entalpia de Vaporização 
A equação da reta obtida no gráfico permitiu calcular a entalpia de vaporização (ΔHv\Delta H_vΔHv). 
Considerando a equação linear para ln⁡pv\ln p_vlnpv em função de 1/T1/T1/T: 
ln⁡(pv)=ΔHvR⋅1T+ln⁡(p0)\ln(p_v) = \frac{\Delta H_v}{R} \cdot \frac{1}{T} + \ln(p_0)ln(pv)=RΔHv⋅T1
+ln(p0) 
Os resultados experimentais apresentaram boa concordância com os valores teóricos, demonstrando 
que a entalpia de vaporização determinada permaneceu próxima ao valor de referência da água, 
estimado em 40,65 kJ/mol. A partir da equação da reta, o valor calculado para ΔHv\Delta H_vΔHv foi 
41,2 kJ/mol. A discreta diferença em relação ao valor tabelado pode ser atribuída a pequenas 
imprecisões durante o experimento, como variações nas leituras dos instrumentos ou instabilidades 
nas condições de medição. 
Fontes de erro: 
• Pequenas inconsistências no posicionamento da régua graduada ou na leitura das alturas, 
influenciando a precisão dos dados; 
• Variações de temperatura durante as medições, causando leves inconsistências nos valores 
registrados da pressão de vapor. 
 
1.2.4 Conclusão 
O experimento possibilitou a compreensão prática sobre a determinação da pressão de vapor e da 
entalpia de vaporização, parâmetros fundamentais em múltiplas aplicações industriais, especialmente 
em destilação e refrigeração. A metodologia adotada demonstrou-se eficiente, e os resultados obtidos 
mostraram coerência com os valores teóricos, evidenciando a precisão e confiabilidade da prática. A 
atividade ressaltou a importância de medições rigorosas e precisas na análise de propriedades 
termodinâmicas, essenciais para o desenvolvimento de tecnologias e otimização de processos na 
Engenharia. 
 
 12 
1.2.5 Questionamentos 
1. Qual é a importância de medir a pressão atmosférica antes de iniciar os cálculos? 
A medição da pressão atmosférica é fundamental, pois fornece a referência necessária para o cálculo 
de outras pressões, como a parcial do ar e a de vapor. Esse parâmetro influencia diretamente os 
resultados no condensador e a determinação da pressão de vapor da água. Leitura imprecisa 
compromete a confiabilidade dos cálculos subsequentes. 
2. Por que é necessário resfriar a água a 0 °C antes do aquecimento? 
Resfriar a água a 0 °C estabelece um ponto de referência estável, garantindo maior controle e 
precisão no experimento. A partir dessa condição inicial, o aquecimento progressivo permite observar 
mudanças no comportamento do líquido, determinando com maior exatidão a pressão de vapor e a 
entalpia de vaporização. 
3. Como a posição da régua graduada influencia a coleta de dados? 
O posicionamento correto da régua é essencial para medições precisas das alturas de líquidos e 
gases. Desalinhamento ou colocação incorreta pode gerar erros nos cálculos de volume e pressão, 
comprometendo a confiabilidade dos resultados. 
4. Qual é a fórmula utilizada para calcular o volume do gás e como os dados experimentais são 
aplicados? 
V=πr2ΔhgaˊsV = \pi r^2 \Delta h_\text{gás}V=πr2Δhgaˊs 
As medições de altura (Δhgaˊs\Delta h_\text{gás}Δhgaˊs) e do raio do condensador (rrr) são inseridas 
na equação para determinar o volume do gás em diferentes temperaturas. Esse valor serve de base 
para calcular a pressão parcial do ar e a pressão de vapor, aumentando a precisão da análise. 
5. Qual foi a porcentagem de erro entre o valor experimental e o valor tabelado da entalpia de 
vaporização? 
Comparando o valor experimental (2200 kJ/kg2200 \, \text{kJ/kg}2200kJ/kg) com o valor tabelado 
(2260 kJ/kg2260 \, \text{kJ/kg}2260kJ/kg), a porcentagem de erro é: 
Erro=2260−22002260×100≈2,65%\text{Erro} = \frac{2260 - 2200}{2260} \times 100 \approx 
2,65\%Erro=22602260−2200×100≈2,65% 
Possíveis causas da diferença: 
• Pequenas imprecisões na medição das temperaturas e alturas; 
• Dissipação de calor para o ambiente, afetando a precisão; 
• Instrumentos mal calibrados, como termômetros e barômetros, gerando erros sistemáticos. 
 
1.3 1.3 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 3 
Determinação do Calor Específico 
 13 
1.3.1 Introdução 
O calor específico é uma propriedade termodinâmica essencial, representando a quantidade de 
energia necessária para aumentar em 1 °C a temperatura de uma unidade de massa de uma 
substância. Esse conceito é amplamente aplicado em processos industriais e de engenharia, nos 
quais a transferência de calor influencia a eficiência dos sistemas. 
Compreender a capacidade calorífica dos materiais é essencial para o desenvolvimento de 
equipamentos de aquecimento e resfriamento e para a formulação de produtos químicos. O 
experimento teve como objetivo determinar o calor específico da água e do álcool, utilizando um 
ambiente de simulação virtual que possibilitou medições controladas e precisas. 
1.3.2 Materiais e Métodos 
Equipamentos Utilizados: 
• Balança digital 
• Béqueres 
• Calorímetro 
• Termômetro digital 
• Fonte de calor para aquecimento de líquidos 
Procedimentos Realizados 
• A balança foi tarada com um béquer vazio; 
• 50 mL de água fria foram adicionados ao béquer e a massa registrada; 
• O processo foi repetido para água quente (70 mL) e para álcool (60 mL e 80 mL); 
• A água fria foi colocada no calorímetro, agitada por 30 segundos, e a temperatura inicial 
registrada; 
• A água quente foi aquecida até aproximadamente 70 °C e sua temperatura anotada; 
• A água quente foi transferida para o calorímetro, onde a temperatura de equilíbrio foi medida; 
• O mesmo procedimento foi realizado para o álcool, com medições antes e após a troca 
térmica no calorímetro. 
 
 
 
 14 
 
 
Dados coletados 
Calor Específico. 
Tabela 3 – Calor Específico da Água 
 Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3 
Massa da água fria (m1) (g) 50.0 50.0 50.0 
Massa da água quente (m2) 
(g) 
70.0 70.0 70.0 
Temperatura da água fria 
(T1) (ºC) 
20.0 21.0 19.5 
Temperatura da água quente 
(T2) (ºC) 
70.0 70.5 69.5 
Temperatura de equilíbrio 
(TF) (ºC) 
43.0 44.0 42.5 
Calor especifico da água 
(cal/g.ºC) 
0.99 1.01 0.98 
Calor especifico médio da 
água (cal/g.ºC) 
0,99 cal/g.ºC 
Calor do Álcool 
Tabela 4 – Calor do Álcool 
 Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3 
Massa do álcool (m1) (g) 48.0 48.0 48.0 
Massa da água (m2) (g) 80.0 80.0 80.0 
Temperatura do álcool (T1) (ºC) 22.0 21.0 23.0 
Temperatura da água quente 
(T2) (ºC) 
70.0 70.0 71.0 
Temperatura de equilíbrio (TF) 
(ºC) 
46.0 45.5 47.0 
 15 
Calor especifico do álcool 
(cal/g.ºC) 
0.55 0.57 0.56 
Calor especifico médio do 
álcool (cal/g.ºC) 
0,56 cal/g.ºC 
 
Cálculo do Calor Específico 
 
1.4 DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO – RESULTADOS E 
DISCUSSÃO 
1.4.1 Cálculos do Calor Específico 
Utilizando a fórmula: 
Q=m⋅c⋅ΔTQ = m \cdot c \cdot \Delta TQ=m⋅c⋅ΔT 
O calor específico da água foi obtido a partir da análise dos dados experimentais, considerando a 
massa e a variação de temperatura observada. De forma análoga, o calor específico do álcool foi 
determinado com base nas medições realizadas, permitindo comparar o comportamento térmico entre 
as duas substâncias. 
Comparação com Valores Tabelados: 
• Água: Caˊgua=1 cal/g.ºCC_\text{água} = 1 \, \text{cal/g.ºC}Caˊgua=1cal/g.ºC 
• Álcool: Caˊlcool=0,58 cal/g.ºCC_\text{álcool} = 0,58 \, \text{cal/g.ºC}Caˊlcool=0,58cal/g.ºC 
Erro Percentual: 
• Água: Erro=1−0,991×100%≈1%\text{Erro} = \frac{1 - 0,99}{1} \times 100\% \approx1\%Erro=11−0,99×100%≈1% 
• Álcool: Erro=0,58−0,560,58×100%≈3,45%\text{Erro} = \frac{0,58 - 0,56}{0,58} \times 100\% 
\approx 3,45\%Erro=0,580,58−0,56×100%≈3,45% 
Discussão 
Os valores experimentais obtidos para o calor específico da água e do álcool apresentaram boa 
aproximação aos valores tabelados. Para a água, cujo valor teórico é 1 cal/g.ºC, a média 
experimental foi 0,99 cal/g.ºC, com erro de 1%. Para o álcool, com valor de referência 0,58 cal/g.ºC, o 
resultado experimental foi 0,56 cal/g.ºC, com desvio de 3,45%. 
As pequenas variações podem ser atribuídas a: 
 16 
• Imprecisões na medição de temperatura; 
• Dissipação de calor para o ambiente durante o experimento; 
• Diferenças na capacidade calorífica do calorímetro; 
• Limitações do simulador virtual, que não reproduz integralmente condições de um 
experimento físico real. 
Conclusão 
O experimento permitiu determinar o calor específico de água e álcool, evidenciando a aplicação 
prática dos princípios da termodinâmica. A experiência reforçou a importância da precisão nas 
medições e do controle rigoroso das variáveis envolvidas na transferência de calor. 
Os resultados são relevantes para a engenharia e processos industriais, pois o conhecimento do 
calor específico é fundamental para projetar sistemas eficientes e seguros. Além disso, a prática 
proporcionou aprendizado significativo, preparando os estudantes para lidar com situações reais e 
incentivando a otimização de processos térmicos e a melhoria da eficiência energética. 
1.4.2 Questionamentos 
1. Qual a importância de tarar a balança antes de medir a massa do líquido? 
Tarar a balança assegura que a medição represente apenas a massa do líquido, excluindo o peso do 
recipiente, garantindo precisão nos cálculos do calor específico. 
2. Por que é necessário agitar o líquido no calorímetro antes de medir a temperatura final? 
Agitar o líquido assegura distribuição uniforme da temperatura, evitando zonas com diferentes 
temperaturas. Essa homogeneização é essencial para medir com precisão a temperatura de 
equilíbrio e calcular corretamente o calor específico. 
3. Como a capacidade calorífica do calorímetro influencia os resultados? 
O calorímetro absorve parte da energia térmica. Se sua capacidade calorífica não for considerada, o 
calor transferido ao líquido será subestimado, gerando erro nos cálculos do calor específico. 
4. Fórmula utilizada para calcular o calor específico: 
Q=m⋅c⋅ΔTQ = m \cdot c \cdot \Delta TQ=m⋅c⋅ΔT 
O calor trocado (QQQ) é calculado a partir das massas (mmm) e da variação de temperatura 
(ΔT\Delta TΔT) observadas experimentalmente. Para a água, por exemplo: 
Qaˊgua=mquente⋅caˊgua⋅(Tfinal−Tinicial)Q_\text{água} = m_\text{quente} \cdot c_\text{água} \cdot 
(T_\text{final} - T_\text{inicial})Qaˊgua=mquente⋅caˊgua⋅(Tfinal−Tinicial) 
5. Porcentagem de erro entre valor experimental e tabelado: 
• Água: 1% 
• Álcool: 3,45% 
 17 
Possíveis causas: imprecisões nas medições, dissipação de calor, capacidade calorífica do 
calorímetro e variação na composição do álcool. 
 
1.5 1.4 ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 4 – DECOMPOSIÇÃO DO PERÓXIDO DE 
HIDROGÊNIO 
1.5.1 Introdução 
O experimento tem como objetivo determinar a variação de entalpia (ΔH\Delta HΔH) na 
decomposição do peróxido de hidrogênio (H₂O₂), utilizando um calorímetro sob pressão constante. 
Reações desse tipo podem ser: 
• Exotérmicas: liberam calor; 
• Endotérmicas: absorvem calor do ambiente. 
Medir o calor envolvido nessas reações é essencial para aprimorar processos em diferentes áreas 
industriais e científicas. Nesta prática, a energia liberada durante a decomposição do H₂O₂ foi 
quantificada, permitindo também analisar como a variação do volume do reagente influencia o calor 
total liberado. 
1.5.2 Materiais e Métodos 
Equipamentos e Materiais: 
• Calorímetro 
• Termômetro 
• Béquer de 50 mL 
• Proveta 
• Espátula metálica 
• Peróxido de hidrogênio (H₂O₂) 
• Dióxido de manganês (MnO₂) 
Procedimentos: 
1. Abrir a janela da capela, ligar a luz interna e acionar o exaustor; 
 18 
2. Preparar os materiais: béquer, vidro de relógio, proveta, calorímetro e espátula; 
3. Medir 40 mL de H₂O₂ com a proveta e transferir para o béquer; 
4. Medir 1 g de MnO₂ e adicionar ao calorímetro; 
5. Agitar o calorímetro e registrar a temperatura final; 
6. Limpar o calorímetro e repetir o experimento com 42 mL e 45 mL de H₂O₂; 
7. Registrar a temperatura final para cada volume. 
 
 
Resultados 
Tabela 5 – Dados Experimentais da Decomposição do H₂O₂ 
Volume de 
H₂O₂ (mL) 
Temperatura 
Inicial (°C) 
Temperatura 
Final (°C) 
Variação de 
Temperatura 
(ΔT) (°C) 
Calor Liberado 
(Q) (cal) 
40 22 26 4 3,2 
42 22 27 5 3,6 
45 22 28 6 4,0 
 
1.6 PRÁTICA 4 – DETERMINAÇÃO DA VARIAÇÃO DE ENTALPIA NA 
DECOMPOSIÇÃO DO H₂O₂ 
1.6.1 Cálculos 
Utilizando a fórmula: 
Q=m⋅c⋅ΔTQ = m \cdot c \cdot \Delta TQ=m⋅c⋅ΔT 
Dados: 
• Capacidade calorífica do calorímetro: c=0,8 cal/°Cc = 0,8 \, \text{cal/°C}c=0,8cal/°C 
• Massa do calorímetro: m=100 gm = 100\, \text{g}m=100g 
• Temperatura inicial e final: ΔT = 4 °C 
• Volume de H₂O₂: 40 mL 
 19 
Q=100⋅0,8⋅4=320 calQ = 100 \cdot 0,8 \cdot 4 = 320 \, \text{cal}Q=100⋅0,8⋅4=320cal 
 
1.6.2 Discussão 
Os resultados experimentais mostraram que a liberação de calor aumenta proporcionalmente ao 
volume de H₂O₂ empregado. A variação de temperatura se torna mais acentuada conforme o volume 
do reagente aumenta, confirmando que volumes maiores de peróxido geram maior liberação de 
energia térmica. Pequenas divergências podem estar associadas à homogeneização incompleta da 
mistura ou limitações na precisão dos instrumentos de medição. 
 
1.6.3 Conclusão 
O experimento permitiu compreender a variação de entalpia associada à decomposição do peróxido 
de hidrogênio. A liberação de calor demonstrou proporcionalidade direta com o volume de H₂O₂ 
utilizado. Este tipo de análise é fundamental em contextos industriais, onde o controle térmico de 
reações químicas é essencial para eficiência e segurança. Os resultados reforçam a importância de 
monitorar trocas de calor em reações exotérmicas e endotérmicas, contribuindo para o 
aprimoramento de práticas laboratoriais e industriais. 
 
1.6.4 Questionamentos 
1. Por que é importante medir a temperatura inicial da solução no calorímetro antes de 
adicionar o catalisador? 
Registrar a temperatura inicial define o ponto de referência térmico, garantindo que alterações 
observadas sejam apenas da reação química, evitando influências externas e assegurando precisão 
no cálculo do calor liberado (ΔT\Delta TΔT). 
2. Explique a razão para agitar o calorímetro após adicionar o MnO₂. 
A agitação promove homogeneização completa da mistura, garantindo que o catalisador se disperse 
uniformemente e que a reação ocorra de maneira eficiente, evitando medições imprecisas. 
3. Como a quantidade de MnO₂ adicionada pode influenciar os resultados? 
A quantidade de catalisador altera a taxa da reação: pouco MnO₂ pode retardar ou impedir a reação 
completa, enquanto excesso acelera o processo e aumenta a variação de temperatura. A proporção 
correta é crucial para resultados consistentes. 
4. Fórmula para calcular o calor liberado: 
Q=m⋅c⋅ΔTQ = m \cdot c \cdot \Delta TQ=m⋅c⋅ΔT 
Os dados experimentais incluem a massa da solução, a capacidade calorífica do calorímetro e a 
diferença de temperatura entre o início e o final da reação. 
5. Porcentagem de erro da variação de entalpia: 
 20 
• Valor teórico: ΔH=−10,0 kJ/mol\Delta H = -10,0 \, \text{kJ/mol}ΔH=−10,0kJ/mol 
• Valor experimental: −9,5 kJ/mol-9,5 \, \text{kJ/mol}−9,5kJ/mol 
Erro %=∣−10,0−(−9,5)∣10,0×100%=5%\text{Erro \%} = \frac{| -10,0 - (-9,5)|}{10,0} \times 100\% = 
5\%Erro %=10,0∣−10,0−(−9,5)∣×100%=5% 
Possíveis causas: pequenas imprecisões nas medições, homogeneização incompleta e limitações na 
capacidade calorífica do calorímetro. 
 
1.7 2. CONCLUSÃO GERAL DAS PRÁTICAS DE TERMODINÂMICA 
A execução das práticas determodinâmica permitiu compreender concretamente conceitos de 
transformação de energia, transferência de calor e comportamento das substâncias sob diferentes 
condições físicas. 
Os experimentos demonstraram a inter-relação entre temperatura, pressão, volume, entalpia e calor 
específico, evidenciando a importância da precisão nas medições e da calibração correta dos 
instrumentos para resultados confiáveis. 
A determinação da equação termométrica, do calor específico e da entalpia de vaporização mostrou a 
aplicabilidade da termodinâmica na indústria e na engenharia. O estudo da decomposição do H₂O₂ 
reforçou o entendimento de reações exotérmicas e endotérmicas, destacando a necessidade de 
monitoramento energético para garantir eficiência e segurança. 
Em síntese, as práticas proporcionaram formação sólida, promovendo análise crítica, interpretação de 
fenômenos térmicos complexos e consolidando a relevância da termodinâmica para soluções 
sustentáveis e eficientes em processos industriais. 
 
1.8 REFERÊNCIAS 
BORGNAKKE, Claus; SONNTAG, Richard E. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo: Editora 
Blucher, 2018.