RELATORIO 7 FISICA 2 avonts 3

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
LUCAS FRASCARELLI RA:1835858 
GIULIA EMI OGIDO UEDA RA:1827707 
THAIS GABRIELLE MINICHELLO RA:1835882 
BRUNO MASCHIO DE OLIVEIRA RA:1835823 
MATHEUS JIMENEZ FALZETTA RA:1835874 
 
 
 
 
 
 
LABORATÓRIO DE FÍSICA 2 
PRÁTICA Nº7 – CALOR ESPECÍFICO DO ALUMÍNIO 
 
 
 
 
 
 
 
CORNÉLIO PROCÓPIO 
28/010/2016 
Objetivo: 
 Calcular o calor específico sensível do alumínio através de um sistema físico que simula 
condições adiabáticas de trocas de calor. 
Materiais: 
 
 
Materiais: 
1-Termômetro 
2-Garra Metálica 
3-Bloco de alumínio 
4-Agitador 
5-Calorímetro CIDEPE 
6-Reservatório de alumínio 
7-Tripé universal 
8-Fonte Térmica 
-Balança digital 
-Água 
 
Métodos: 
Inicialmente, foi medida a massa do recipiente de alumínio que compõe o calorímetro 
CIDEPE e a massa do bloco de alumínio. Em seguida foi adicionada ao recipiente de 
alumínio aproximadamente 200 ml de água da torneira e foi medida a massa do 
conjunto, a massa de água foi obtida subtraindo a massa desse recipiente da massa total 
do conjunto. O bloco de alumínio foi colocado dentro do recipiente de alumínio e o 
conjunto foi fechado e levado a fonte de calor até que a temperatura do sistema, aferida 
através do termômetro, atingisse 82°C. Então mediu-se aproximadamente 200ml de 
água fria com o auxílio da proveta, foi medida sua temperatura e sua massa pelo mesmo 
processo que foi medida a massa de água quente. Em seguida a água fria foi adicionada 
dentro do recipiente de alumínio que estava na fonte de calor, o recipiente foi 
transferido para o calorímetro. Aguardou-se alguns minutos para que o sistema 
atingisse o equilíbrio térmico homogeneizando com o agitador e foi medida a 
temperatura de equilíbrio (𝑇𝑒𝑞). 
 
Fundamentação Teórica: 
 Para a realização desse experimento considerou-se que o sistema físico era 
adiabático, isto é, não realiza trocas de calor com o meio externo, sendo isolado 
termicamente do universo, embora isso seja impossível, é possível minimizar as perdas 
por condução térmica, em que a transferência e calor se dá pelo contato entre as 
partículas dos materiais, impedindo que o recipiente de alumínio do calorímetro toque 
o fundo da cuba de vidro, também é possível reduzir as perdas por irradiação térmica, 
que é a radiação eletromagnética que todos os corpos em qualquer temperatura 
emitem, pelo uso de materiais como o alumínio, a cuba de vidro cria um efeito estufa 
dentro do calorímetro o que também reduz perdas juntamente com ar que envolve o 
calorímetro uma vez que ele possui um baixa condutividade térmica e não absorve 
muita radiação devido ao seu baixo coeficiente de absorção eletromagnética. 
 Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato eles 
passam a interagir entre si até que atinjam o equilíbrio térmico, essa interação ocorrida 
é basicamente uma transferência de energia denominada fluxo de calor, a energia 
envolvida nesse processo de transferência é o calor. Sabendo que a quantidade de calor 
necessária para elevar a temperatura de um corpo de massa "𝑚" é diretamente 
proporcional a essa massa e é diretamente proporcional também a variação de 
temperatura desse corpo ∆𝑇 = 𝑇𝐹𝐼𝑁𝐴𝐿(𝑇𝐹) − 𝑇𝐼𝑁𝐼𝐶𝐼𝐴𝐿(𝑇𝐼). A quantidade de calor 
depende também da natureza do material que é representada pela constante 
denominada calor específico sensível (𝑐). 
 Dessa forma tem-se a expressão para a quantidade de calor: 
𝑄 = 𝑐. 𝑚. ∆𝑇 (01) 
 Sabendo que calor é uma energia em trânsito, ou seja, uma forma de energia 
deve-se admitir que nenhum será destruído ou construído ao longo do processo, 
portanto a soma dos calores recebidos e cedidos é igual a zero. Dessa forma: 
∑ 𝑄 = 0 (02) 
𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 + 𝑄4 = 0 (03) 
Onde “𝑄1” representa a quantidade de calor trocado pelo recipiente de alumínio, 
“𝑄2“ representa o calor trocado pelo bloco de alumínio, “𝑄3” o calor trocado pela água 
quente e “𝑄4” o calor trocado pela água fria. 
Tabela 1: 
 Massa(𝑔) ± 0,1(𝑔) 𝑇𝐼(°C) ± 0,5(°C) 𝑇𝐹(°C) ± 0,5(°C) 
1 85,2 82 46 
2 58,9 82 46 
3 197,9 82 46 
4 199,2 4 46 
Tabela de dados experimentais. 
Através da equação (03) pode-se obter o calor específico sensível do alumínio (𝑐𝐴𝑙): 
 
𝑚1. 𝑐𝐴𝑙 . ∆𝑇1 + 𝑚2. 𝑐𝐴𝑙 . ∆𝑇2 + 𝑚3. 𝑐𝐻2𝑂 . ∆𝑇3 + 𝑚4. 𝑐𝐻2𝑂∆𝑇4 = 0 (04) 
 
𝑐𝐴𝑙 =
−𝑐𝐻2𝑂 . (𝑚3. ∆𝑇3 + 𝑚4. ∆𝑇4)
(𝑚1. ∆𝑇1 + 𝑚2. ∆𝑇2)
 
 
Propagando o erro para o calor específico do alumínio: 
∆𝑇1 = ∆𝑇2 = ∆𝑇3 = ∆𝑇 (06) 
 
𝜎𝑐𝐴𝑙 = √(
𝜕𝑐𝐴𝑙
𝜕∆𝑇
)
2
(𝜎𝑇)2 + (
𝜕𝑐𝑎𝑙
𝜕∆𝑇4
)
2
(𝜎𝑇)2 + (
𝜕𝑐𝑎𝑙
𝜕𝑚1
)
2
(𝜎𝑚)2 + ⋯ 
 √… + (
𝜕𝑐𝑎𝑙
𝜕𝑚2
)
2
(𝜎𝑚)2 + (
𝜕𝑐𝑎𝑙
𝜕𝑚3
)
2
(𝜎𝑚)2 + (
𝜕𝑐𝑎𝑙
𝜕𝑚4
)
2
(𝜎𝑚)2 (07) 
 
 𝜎𝑐𝐴𝑙 = √(
𝑐𝐻2𝑂.(−𝑚3.∆𝑇+(𝑚3.∆𝑇+𝑚4.∆𝑇4))
∆𝑇2
)
2
. (𝜎𝑇)2 + (
−𝑐𝐻2𝑂.(𝑚3.∆𝑇3+𝑚4)
∆𝑇.(𝑚1+𝑚2)
)
2
. (𝜎∆𝑇)2 + ⋯ 
 √… + (
𝑐𝐻2𝑂.(𝑚3.∆𝑇+𝑚4.∆𝑇4)
∆𝑇.(𝑚1+𝑚2)2
)
2
. (𝜎𝑚)2 + (
𝑐𝐻2𝑂.(𝑚3.∆𝑇+𝑚4.∆𝑇4)
∆𝑇.(𝑚1+𝑚2)2
)
2
. (𝜎𝑚)2 +... 
 √… + (
−𝑐𝐻2𝑂.(∆𝑇)
∆𝑇.(𝑚1+𝑚2)
)
2
. (𝜎𝑚)2 + (
𝑐𝐻2𝑂.(∆𝑇4)
∆𝑇.(𝑚1+𝑚2)
)
2
. (𝜎𝑚)2 (08) 
 
(05) 
Resultados obtidos: 
O valor calculado para o calor específico sensível do alumínio e seu respectivo erro 
propagado: 
𝑐𝐴𝑙 = (0,239 ± 0,035) 
𝑐𝑎𝑙
𝑔.°𝑐
 
 
Conclusão: 
O valor do calor específico do alumínio na literatura é de 0,22 𝑐𝑎𝑙/𝑔 °𝐶 
e o encontrado na experiência realizada foi 0,239 𝑐𝑎𝑙/𝑔 °𝐶, a diferença nessas 
medidas aconteceram, provavelmente, por causa da imprecisão de medida 
dos aparelhos e também por que o sistema térmico perdia calor para o meio 
externo, mesmo com as tentativas de minimizar no máximo essas perdas. Se 
o sistema fosse isolado termicamente de forma ideal não haveria trocas de 
calor, assim o resultado obtido seria ainda mais próximo da literatura, porém 
não é possível que esse isolamento térmico seja ideal. 
Considerando o valor obtido para o desvio e o valor encontrado para o 
calor específico sensível do alumínio obtido foi satisfatório uma vez que se 
aproxima do valor da literatura. Com esse experimento é possível visualizar na 
prática a ação do calor como uma energia em transito, que é transferida de 
um corpo com maior temperatura para um corpo de menor temperatura, e 
que o calor sendo energia não pode ser criada nem destruída, sempre está em 
fluxo de um corpo para outro. 
A perícia do operador dos aparelhos de medição constitui um fator 
importante na hora de analisar as possíveis fontes de incerteza nos resultados, 
pois o operador pode não estar muito familiarizado com os instrumentos e 
cometer erros grosseiros, as vezes até o aparelho pode estar calibrado de 
forma incorreta, como no caso de uma balança, gerando erros sistemáticos no 
cálculo. 
Sim, utilizando o mesmo procedimento e o mesmo calorímetro é 
possível calcular o calor especifico sensível de qualquer metal pois a 
transferência de energia térmica ocorre independentemente do material que 
o corpo é constituído, porém o material determinará como essa transferência 
ocorrerá, se ela será mais rápida ou mais vagarosa, determinado se ele é um 
bom condutorou um bom isolante térmico.