Experiencia: Calorímetro

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UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA
CAMPUS JOAÇABA
ÁREA DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
6ª EXPERIÊNCIA
CALORÍMETRO
LABORATÓRIO DE FÍSICA II EXPERIMENTAL
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CAPACIDADE TÉMICA E CALOR ESPECÍFICO 
1. Objetivos:
Ao término desta atividade o aluno deverá ser capaz de:
Identificar e/ou descrever quantidade de calor, capacidade calorífica, calor específico e o princípio de equilíbrio térmico;
Comparar quantidade de calor e capacidade calorífica (térmica);
Comparar capacidade calorífica e calor específico;
Diferenciar calor específico de calor latente;
Concluir que os corpos em diferentes temperaturas, quando postos em contato, trocam calor até atingirem o equilíbrio térmico.
Capacidade térmica
Definimos capacidade térmica (equivalente em água) como sendo a quantidade de calor que um corpo necessita receber ou perder para que sua temperatura varie de 1º C.
Expressão matemática:
Q = m.c((2 - (1)
C = m.c
Q - quantidade de calor
q - temperatura
C - capacidade térmica
m - massa
c - calor específico
Dentro de um calorímetro existe uma quantidade de água retirada da torneira e nela colocamos uma quantidade de água quente. Para um pequeno intervalo de tempo o sistema (calorímetro) isolado do meio ambiente ou seja não troca calor com o meio ambiente, as trocas de calor após a mistura, devem ocorrer obedecendo ao principio da conservação da energia. A quantidade de calor cedida pela água quente é igual à quantidade de calor recebida pela água fria e pelo calorímetro. Estas trocas estão representadas na equação abaixo:
Q recebida (água fria) + Q recebida (calorímetro) + Q cedida (água quente) = 0
m1.cágua((E - (1) +C((E - (1) + m2.cágua((2 - (E) = 0
Na equação temos: 
m1 = massa de água fria
m2 = massa de água quente
(1= temperatura inicial da água fria e do calorímetro
(2 = temperatura inicial da água quente
(E = temperatura do equilíbrio térmico
2. Material necessário:
- 01 calorímetro com capacidade de 230ml
- 01 proveta 150ml
- 01 termômetro – 10º C a 110oC
- 01 lamparina,
- 01 caixa de fósforos
- 01 tripé para lamparina,
- 01 tela de amianto 10x10cm
- 01 becker 250ml
3. Andamento das atividades
3.1. 1. Utilizando uma balança e uma proveta, colocar 50g de água retirada diretamente da
torneira na proveta. Medir primeiro a massa do recipiente vazio em seguida coloque
50g de água.
m1 = ________ g
3.2. Colocar esta água no calorímetro, agitar e aguardar o equilíbrio térmico. Com o termômetro medir esta temperatura (temperatura inicial da água no calorímetro).
(1 = ________ ºC
3.3. 3. Utilizando uma balança e uma proveta colocar 80g de água retirada diretamente da
torneira.
m2 = ________ g
3.4. Montar os acessórios conforme foto abaixo.
3.5. Colocar esta água no becker e aquecer até aproximadamente 60ºC. (esta temperatura pode ser um pouco maior ou um pouco menor que 60º C).
(2= ________ ºC
3.6. Antes de colocar a água quente no calorímetro, medir a massa de água em uma balança e sua temperatura, este procedimento é necessário, pois parte do líquido evapora durante o aquecimento. Em seguida, colocar o líquido no calorímetro, tampar e colocar o termômetro. Observar seguidamente o comportamento da temperatura indicada no termômetro. Agitar suavemente o calorímetro para facilitar a troca de calor entre as quantidades de água e o copo do calorímetro. Esperar aproximadamente 3min até que a temperatura estabilize, esta temperatura é a de equilíbrio térmico.
(E= ________ oC
3.7. Completar a tabela com os dados coletados e determinar o valor da capacidade térmica do calorímetro em cada caso a partir da equação abaixo. Calcular também o valor médio da capacidade térmica.
Q recebida (água fria) + Q recebida (calorímetro) + Q cedido (água quente) = 0
m1.c água ((E - (1) +C((E - (1) + m2.c água ((2 - (E) = 0
calor específico da água c = 1 cal/gºC
C = [m2. ((2 - (E) - m1. ((E - (1)] / ((E - (1)
C = ________
	Experiência
	m1 (g)
	m2 (g)
	(1 (ºC)
	(2 (ºC)
	(E (ºC)
	C (g)
	1
	50
	80
	
	
	
	
	2
	60
	90
	
	
	
	
	3
	70
	80
	
	
	
	
 Média = ____________
3.8. Repetir a experiência mais duas vezes, colocar em uma delas uma maior quantidade de água quente e na outra uma maior quantidade de água fria.
3.9. Calcular o valor médio da capacidade térmica para a turma.
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3.10. Comentar sobre as principais fontes de erro nesta experiência.
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Calor específico do alumínio
O desenvolvimento desta experiência será baseado no princípio das trocas de calor. O calor será trocado entre a água, o corpo de prova (sólido) e o calorímetro. O calorímetro, tal como uma garrafa térmica, procura impedir a transmissão de calor através de suas paredes, portanto é considerado um recipiente adiabático.
1. Material:
01 calorímetro com capacidade de 230mL,
01 proveta 150mL
01 termômetro – 10º C a 110ºC,
01 lamparina,
01 caixa de fósforos
01 tripé para lamparina,
01 tela de amianto 10x10cm.
01 becker 250ml,
03 corpos de prova de alumínio
01 carretel de linha
2. Procedimentos
2.1. Determinar a massa do corpo de prova.
m1 = ______ g
2.2. Colocar água no Becker 150mL e aquecer até a ebulição.
2.3. Medir na proveta aproximadamente 100mL de água tirada da torneira.
2.4. Determinar a massa de água contida na proveta. (1mL= 1g) 
m2 =100g
2.5. Colocar esta água no calorímetro, agitar suavemente o conjunto durante 30s.
2.6. Medir a temperatura do conjunto (calorímetro com a água).
(2 = ______ °C
2.7. Colocar o corpo de prova na água em ebulição.
2.8. Aguardar alguns minutos e medir a temperatura do corpo (temperatura da água em ebulição).
(1 = ______ °C
2.9. Retirar o corpo de prova da água quente e colocá-lo rapidamente no calorímetro. Agitar o conjunto suavemente.
2.10. Durante o processo, observar seguidamente a temperatura indicada no termômetro. Aguardar até que temperatura se estabilize.
2.11. Medir a temperatura de equilíbrio térmico.
(E = ______ ºC
2.12. Calcular o calor específico do corpo de prova aplicando o princípio das trocas de calor.
Qrecebida + Qcedido = 0
Água = Qa
Corpo de prova = Qp
Calorímetro = Qc
Qp + Qc + Qa = 0
Qp = m1.cx. ((1 - (E)
Qa = m2.c2. ((E - (2)
cágua = 1cal/g .ºC (calor específico da água)
Qc = C. ((E - (2)
C = m.c = calculado no experimento anterior.
CÁLCULOS
Q recebida(água) + Q recebida (calorímetro) + Q cedido (corpo de prova) = 0
m2.cágua ((E - (2) +C.( (E - (2) + m1. cx ((1 - (E) = 0
cx = ________________
2.13. Qual o valor obtido para o calor específico?
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2.14. Comparar o valor do calor específico calculado com o tabelado.
	Material
	Calor específico tabelado
(cal/g.ºC)
	Calor específico calculado
(cal/g.ºC)
	Alumínio
	0,22
	
	Ferro
	0,11
	
2.15. O calor específico depende da substância?
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2.16. O calor específico depende da massa da substância?
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