Relatório da aula experimental com calorímetro

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INSTITUTO FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CAMPUS CURRAIS NOVOS
SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM ALIMENTOS
DOCENTE: eDSON jOSÉ
DISCENTES:
APARECIDA LARISSA DA SILVA DOS SANTOS
BRUNA PRISCILA DOS SANTOS
JAKELINE SIMÕES GOMES
LÍDIA REJANE DA SILVA MACEDO
MAYARA KARLA DA SILVA MEDEIROS
ROBERTO CIRNE DE MEDEIROS
RELATÓRIO DA AULA EXPERIMENTAL COM O CALORÍMETRO
Currais Novos – RN
2017
APARECIDA LARISSA DA SILVA DOS SANTOS
BRUNA PRISCILA DOS SANTOS
JAKELINE SIMÕES GOMES
LÍDIA REJANE DA SILVA MACEDO
MAYARA KARLA DA SILVA MEDEIROS
ROBERTO CIRNE DE MEDEIROS
RELATÓRIO DA AULA EXPERIMENTAL COM O CALORÍMETRO
Relatório apresentado à disciplina de física. Turma P2. Dia de execução do experimento: 17/02/2017
Docente: Edson José
Currais Novos – RN
2017
 
OBJETIVOS
Os objetivos do experimento que foi realizado em laboratório consistiram em calcular a capacidade térmica de um calorímetro e avaliar o calor específico de um metal.
 
MATERIAIS 
Termômetro.
Calorímetro.
Ebulidor.
Proveta ou Becker.
Peça metálica.
Balança.
Pinça metálica ou tesoura.
PROCEDIMENTOS
Determinação de capacidade térmica do calorímetro
Incialmente foram colocados 120 mL de água a temperatura ambiente no calorímetro. Tampou-se o calorímetro e mediu-se a temperatura T1 da água com o termômetro. 
Foram aquecidos 80 mL de agua até comecar a vaporizar. Utilizando o ebulidor elétrico com cuidado. 
Mediu-se a temperatura T2 da água quente com o termômetro e misturou-se à água fria. 
Tampou-se o calorímetro. E aguardou-se 3 minutos e mediu-se a temperatura TF final do sistema com o termômetro.
	Água em temperatura ambiente
	Água aquecida
	Volume (ml)
	Massa (g)
	Temperatura inicial (°C)
	Volume (ml)
	Massa (g)
	Temperatura inicial (°C)
	120
	120
	28
	80
	80
	62
	Temperatura Final de Equilíbrio
	44
Considere:
Calor específico da água: c = 1 cal/g°C
Densidade de água: d = 1g/mL
Determinação de calor específico do metal desconhecido
Foram colocados 150mL de água no calorímetro e mediu-se a uma temperatura TA do sistema água-calorímetro.
Foram medidos a massa mM do metal. Utilizando preferencialmente a balança. 
Mergulhou-se o metal em um Becker com água quente. Mediu-se a temperatura TB do sistema metal-água com o termômetro. 
Retirando o metal do Becker com uma tesoura ou pinça metálica foi mergulhado em um calorímetro.
O calorímetro foi tampado. Esperou-se, aproximadamente, 3 min para medir a temperatura TF final do sistema Água metal-Calorímetro com o termômetro.
	Água em temperatura ambiente 
	Calorímetro
	Peça metálica
	Volume (ml)
	Massa (g)
	Temperatura inicial (°C)
	Capacidade térmica (Cal/°C)
	Temperatura inicial (°C)
	Massa (g)
	Temperatura inicial (°C)
	150
	150
	28
	30
	28
	21,23
	63
	Temperatura Final de Equilíbrio
	29
 REFERENCIAL TEÓRICO 
 	 Em 1798, Benjamin Thompson (1753-1814), conde de Rumford - físico americano refugiado na Inglaterra, trabalhando em Munique, na Alemanha, ficou impressionado com o intenso aquecimento dos cilindros de latão perfurados para serem utilizados em canos de canhões. Rumford realizou diversas experiências para entender melhor esse aquecimento e, em todas ficou claro que o calor não poderia ser um fluido, a hipótese de ser originário do movimento era bem mais aceitável. A ideia atual de que calor é energia, surge então com Rumford. 
A equivalência entre calor e energia mecânica foi determinada por Julius Robert Mayer (1814-1878) em 1842 e, com mais precisão, por James Prescott Joule (1818-1889) em 1843, quando a ideia do calórico não foi mais aceita. Entre 1850 e 1870 a longa marcha para a teoria completa do calor é elaborada por William Thomson, mais conhecido como Lord Kelvin (1824-1907), Joule, Hermann von Helmholtz (1821-1894) e Rudolf Clausius (1822-1888).
 De maneira bem simples, ao menos uma vez na vida, já tivemos experiências térmicas que, de maneira intuitiva, observamos como determinadas substâncias respondem ao acréscimo de calor e de como este calor tende a se equilibrar com o meio. Um exemplo típico é quando tentamos regular a temperatura do chuveiro elétrico, aumentando ou diminuindo a quantidade de água que flui por ele. A esta resposta específica da água, podemos dar o nome de calor especifico ou capacidade térmica, que melhor definiremos abaixo.
 Para fazermos medidas de calor especifico e capacidade térmica, utilizamos um calorímetro, que nada mais é que um cilindro de metal isolado do meio externo por uma camada de vácuo para que haja a diminuição da perda de calor por outros fatores, algo parecido com uma garrafa térmica aberta. Nela estão inseridos uma massa determinada de um liquido, um termômetro, e uma resistência elétrica que será responsável pelo ganho de calor constante.
Para conceituações mais precisas, adotaremos as seguintes definições:
 Calor Específico:
 Calor específico de uma substância é a quantidade de calor Q, em calorias, necessárias para elevar um grama de uma substância de T1°C a T2°C. 
Capacidade Térmica:
 A capacidade térmica de um corpo em particular é definida como o produto de sua massa em gramas e seu calor específico em calorias por grama por grau centígrado.
 Logo, calor é o fluxo de energia de um objeto para outro devido a uma diferença de temperatura, uma vez que o calor é uma forma de energia, ele pode ser medido. A parte da física que estuda os fenômenos associados às trocas desse tipo de energia (calor) é a calorimetria.
 O princípio básico da calorimetria é o de que se vários corpos, no interior de um recipiente isolado termicamente, trocam calor, os de maior temperatura cedem calor aos de menor temperatura, até que se estabeleça um equilíbrio térmico.
 Substâncias diferentes possuem diferentes capacidades de armazenamento de energia interna, ou seja, diferentes materiais requerem diferentes quantidades de calor para elevar a temperatura de uma determinada quantidade desse material em um determinado número de graus. 
 Um grama de água, por exemplo, requer uma caloria de energia para que sua temperatura se eleve em um grau Celsius. Apenas cerca de um oitavo dessa energia é gasto para elevar a temperatura de um grama de ferro na mesma quantidade de graus. A água absorve mais calor do que o ferro para uma mesma variação de temperatura. Diz-se, então, que a água possui capacidade térmica específica (calor específico) maior do que a do ferro.
 O calor específico de qualquer substância é definido como a quantidade de calor necessária para alterar a temperatura de uma unidade de massa da mesma em um grau. O calor específico é dado por:
 A capacidade térmica, por sua vez, mede a quantidade de calor necessária para que haja uma variação unitária de temperatura em um determinado corpo.
C = 
 A capacidade térmica de um corpo depende do material de que ele é constituído e da sua massa.
 RESULTADOS 
Determinação de capacidade térmica do calorímetro
 . (- + . ( - ) + c ( - ) = 0
120 . . ( 44 - 28 ) + 80 . (44 – 62) + c . ( 44 – 28) = 0
120 . 16 + 80 . (-18) + c . 16 = 0
1,920 -1440 + 16c = 0
480 + 16c = 0
16c = 
c = 30 
Determinação do calor específico do metal desconhecido
 
 . ( - ) + c . ( - ) + . ( - ) = 0
150 . ( 29 – 28 ) + 30 . (29 – 28 ) + 21 . . ( 29 – 63 ) = 0
150 + 30 = 714 . = 0 
180= 714 . 
 = 
 = 0,25 
CONCLUSÃO
No experimento que foi realizado tivemos a oportunidade de observar os princípios de calor e suas formas de transmissão. Foram abordados os conceitos de energia e suas formas de manifestação que se referem ao campo da termodinâmica. Obtivemos valores dos equivalentes entre a caloria e o joule, fazendo o comparativo entre os valoresteóricos e o calculado. Abrangemos também a influência dos erros sistêmicos durante a execução do experimento e sua influência no comparativo do valor calculado para o calor específico do alumínio e seu valor teórico e a influência da consideração da massa da cuba de alumínio nos cálculos abordados.
REFERÊNCIAS 
Disponível em: <https://www.passeidireto.com/arquivo/2383873/relatorio-de-fisica-2---calorimetro> acesso em: 19 de fevereiro de 2017. 
Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAABWfUAL/relatorio-calorimetro> acesso em: 19 de fevereiro de 2017.
BIANCHINI, Giulia. Capacidade térmica. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAesH8AC/relatorio-laboratorio-fisica-ii-capacidade-termica>. Acesso em: 22 fev. 2017.
RAMOS, Silvani. Calorimetria. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfeJYAI/experimento-calorimetria>. Acesso em: 22 fev. 2017.
VIEIRA, Danilo Rodrigues; BALDASSO, Luís Fabiano. Calorímetro. 2007. Disponível em: <https://www.danilorvieira.com/disciplinas/fep0112/calorimetria.php>. Acesso em: 22 fev. 2017.