Prática 9 Propriedades Térmicas da Matéria Calor Específico de um Sólido Parte 1

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UFERSA – CMPF – Laboratório de Ondas e Termodinâmica 1
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO - UFERSA 
CENTRO MULTIDISCIPLINAR DE PAU DOS FERROS – CPMF 
CURSO: BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA – BCT 
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ONDAS E TERMODINÂMICA 
PRÁTICA 9 - PROPRIEDADES TÉRMICAS DA MATÉRIA - CALOR ESPECÍFICO DE UM SÓLIDO - PARTE 1 
PROFESSOR: SHARON DANTAS TURMA: ⃝ T01-5N34 ⃝ T02-4N12 ⃝ T03-4T45 ⃝ T04-6T45 
ALUNOS 
1 - 4 - 
2 - 5 - 
3 - 6 - 
1 – OBJETIVOS: Determinar o equivalente em água de um calorímetro. Analisar as trocas de calor neste processo; 
2 – FUNDAMENTO TEÓRICO: O calor Q é a energia que se transfere de um corpo a outro, em virtude, unicamente, da diferença 
de temperatura entre eles. Quando um corpo recebe ou cede calor, ocorre variação de temperatura ou mudança de estado físico. 
No primeiro caso, dizemos que se trata de calor sensível e, no segundo, calor latente. O calor sensível é definido pela equação 
9.1, onde Q é o calor (sua unidade é dada em cal – caloria), m é massa (unidade em g – gramas), c é o calor específico (unidade 
em cal/g.K) e ΔT é a variação de temperatura (unidade em K – kelvin). O calorímetro experimenta todas as trocas de calor 
necessárias para atingir o equilíbrio térmico, logo, ele intervém e deve ser considerado nos cálculos pertinentes a estas trocas. 
Uma vez definido todos os componentes do calorímetro, o sistema fica invariável em sua constituição (química e física), isto 
permite determinarmos a quantidade de calor necessária para elevar a sua temperatura de 1°C. Experimentalmente, é mais 
cômodo substituir este valor por uma massa de água que seja equivalente em efeitos térmicos ao calorímetro, representado por 
mEq. Equivalente em água do calorímetro é a massa de água que, trocando a mesma quantidade de calor Q que esse calorímetro, 
sofre a mesma variação de temperatura. Sendo o calor especifico da água, 1 cal/g°C decorre que o equivalente em água de um 
corpo é numericamente igual à sua capacidade térmica C (definida por C = m.c e unidade em cal/°C). Por exemplo, se um corpo 
tem capacidade térmica de 30 cal/°C, o seu equivalente em água é 30 g. Isso significa que o corpo, em questão, ou os 30 g de 
água, ao receberem a mesma quantidade de calor, sofrem a mesma variação de temperatura, ou seja, ΔQcal = ΔQEqÁgua. Quando 
duas ou mais substâncias em temperaturas diferentes são postas em contato, em um sistema isolado, elas atingirão o equilíbrio 
térmico depois de um período de tempo. Isso ocorre porque o calor flui da substância mais quente para a mais fria até todos os 
materiais estarem na mesma temperatura. Devido à conservação de energia, a quantidade de calor perdido pela substância mais 
quente deve ser igual ao calor ganho pela substância mais fria. Isto é a base para o método de calorimetria através de mistura. 
� = ��∆� (9.1) 
3 – MATERIAL UTILIZADO 
• Calorímetro com agitador; • Um béquer e um aquecedor; 
• Água quente e fria; • Dois termômetros; 
4 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 
4.1 – O aparato experimental é mostrado na figura 9.1. Inicialmente, coloque 50 mL (~50 
g) de água fria com temperatura ambiente no interior do calorímetro. Tampe o conjunto 
e meça a temperatura do sistema TAgF (anote na tabela 9.1). 
4.2 – Prepare no béquer 50 mL (~50 g) de água morna com temperatura em torno de 70 
°C (ou temperatura superior). Leia e anote a temperatura inicial da água morna que se 
encontra no copo de béquer TAgQ . Derrame a água morna do copo de béquer na água fria 
do calorímetro. Tampe o calorímetro. Agite levemente a mistura. Leia e anote a máxima 
temperatura alcançada TF (temperatura de equilíbrio térmico entre o calorímetro e a 
mistura). Repita estes procedimentos e preencha a tabela 9.1 com valores de mEq entre 
10 e 30 g. Esta será a margem de erro. 
4.3 – A massa de água equivalente é calculada pela equação 9.2 (onde mAgF é a massa de 
água fria e mAgQ é a massa de água quente). 
��	 = 
��
����
�� ������
����� ��
��
�����
� 
 (9.2) 
Figura 9.1 – Aparato Experimental 
 
UFERSA – CMPF – Laboratório de Ondas e Termodinâmica 2
 
4.4 – Abaixo escreva a média dos valores de mEq e calcule a capacidade térmica C do seu calorímetro. 
 
mEqMEDIO = ______________ 
C = ______________ 
 
 
# ���� (°�) ���� (°�) �� (°�) ��	 (�) 
1 
2 
3 
4 
Tabela 9.1 
 
 
5 – QUESTÕES E PROBLEMAS: 
5.1 – Quais são as maiores fontes de erro para esta parte do experimento? 
_________________________________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________________________________ 
5.2 – Mostre que a massa do equivalente em água é dada pela equação 9.2. 
_________________________________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________________________________ 
5.3 – Qual seria o valor ideal para o equivalente em água do calorímetro para nenhuma perda de calor? Explique. 
_________________________________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________________________________ 
5.4 – Qual é a temperatura final para uma mistura de 20 g de água a 10 °C com 5 g de água a 95 °C utilizando o calorímetro desta 
prática. 
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5.5 – Um calorímetro contém 370 g de água estando todo o sistema em equilíbrio térmico a 25 °C. Misturando ao sistema inicial 
215 g de água a 62 °C, a temperatura final de equilíbrio passa a ser de 34 °C. Qual o equivalente em água do calorímetro? 
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6 – CONCLUSÕES: 
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7 – BIBLIOGRAFIA: 
[1] Sears & Semanski, Young & Freedman, Física II, Ondas e Termodinâmica, 12ª Edição, Pearson 2008. 
[2] Resinck, Halliday, Krane, Física 2, 5ª Edição, LTC, 2007