Prática 5 – Equivalente mecânico do calor

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Física Experimental II 
Prática 5 – Equivalente mecânico do calor 
Profa. Raquel Aline 
 
Objetivos: Determinar o equivalente mecânico do calor, através do método elétrico. 
 
1ª Parte: Determinação da capacidade térmica do calorímetro. 
 
MATERIAL 
 
 Calorímetro 
 Termômetro (-10 °C a 110 °C) 
 Béquer (150 mL) 
 Proveta (100 mL) 
 Água 
 Dosador 
Procedimento Experimental 
1. Colete 50 ml de água; meça a massa e aqueça a uma temperatura de aproximadamente 50oC 
(Ti aq), com o auxilio da fonte, em no máximo de 12V. 
2. Colete aproximadamente 50 ml de água fria (gelada), meça sua massa e a temperatura (Ti af). 
3. Misture com a água agua quente no calorímetro espere atingir o equilíbrio e meça a 
temperatura Tf. 
4. Preencha a tabela abaixo, a partir desses dados determine a capacidade térmica e o 
equivalente em água do calorímetro. 
 
maf (g) maq (g) Ti af (ºC) Tiaq (ºC) Tf (ºC) C (cal/ ºC) 
 
 
5. Explique o que é equivalente em água. 
 
Q=m c ΔT 
Qganho + Qperdido = 0 
(C + maf. ca). (Tf – Tiaf) + (maq .ca). (Tf – Tiaq ) = 0 
 
Com os dados obtidos, determine o equivalente em água (me) do calorímetro, sabendo que calor 
cedido é igual ao calor recebido. Desse modo: 
(me . ca + maf. ca). (Tf – Tiaf) + (maq .ca). (Tf – Tiaf ) = 0 
onde maq e maf são as massas de água morna e fria, respectivamente; Tiaq e Tiaf são as temperaturas 
iniciais da água quente e fria, respectivamente. Te é a temperatura de equilíbrio e ca é calor 
específico da água. 
 
2ª Parte: Determinação do equivalente elétrico do calor 
O princípio da conservação da energia estabelece que quando o calor é 
transformado em outras formas de energia, ou quando outras formas de 
energia são transformadas em calor, a quantidade total de energia 
permanece constante. 
 
Neste experimento será determinado o equivalente elétrico do calor, medindo a energia elétrica 
dissipada por um resistor imerso em uma quantidade de água dentro de um calorímetro durante um 
certo intervalo de tempo. A quantidade de energia elétrica dissipada no resistor, em joules, é dada 
pela expressão: 
 t P =E el el 
 
 
A quantidade de calor ganha pela água, em calorias, é calculada como sendo:
T c m = Q água 
 
 
Fazendo a razão entre estas quantidades (regra de três), obtemos o valor do fator de conversão do 
equivalente elétrico do calor, que será representado por K: 
 
 
Q
E
 =K 
(J)K cal 1
(J) Eel (cal) Q
el


 
 
Eel → energia elétrica dissipada no resistor. 
Q → quantidade de calor ganha pela água. 
 
Procedimento Experimental 
1. Anote o equivalente em água do calorímetro (me) e determine a temperatura ambiente (Ta) 
me = _________ 
Ta = _________ 
 
2. Coloque no calorímetro 100 ml de água em temperatura ambiente. Aguarde cerca de 3 
minutos para que o sistema entre em equilíbrio térmico. Anote a temperatura inicial. 
 
Ti = _____________ 
 
3. Ajuste a tensão da fonte para 12V, ligue a chave auxiliar e inicie a contagem do tempo, 
durante o qual o resistor ficará ligado, cuidando para que o valor da tensão se mantenha 
em 15 V. O sistema deve ser desligado após aproximadamente 5 minutos. Anote a 
temperatura final e o tempo, em segundos, que o a fonte ficou ligada: 
Tf = __________ 
t = ___________ 
 
Sabendo que a energia elétrica do resistor aqueceu a água, determine o equivalente mecânico 
do calor (K). 
 Energia em Joule = (K) Energia em caloria 
ΔT)cm+c(K)(m=t
R
V
ΔT)cm+c(K)(m=t
R
V
V
ΔT)cm+c(K)(m=tIV
ΔT)cm+c(K)(m=tP
aeaa
aeaa
aeaa
aeaael
2


