Física Experimental I Relatório 01 Paquímetro UFC

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RELATÓRIO DE ATIVIDADES DE LABORATÓRIO 
FÍSICA EXPERIMENTAL 
PRÁTICA 9: CAPACIDADE TÉRMICA E CALOR ESPECÍFICO 
Professor: Anderson 
Entrega dia 26/10/2015 
 
 
 
 
Engenharia Civil 
 
Germano Guedes Viana Martins de Souza 
Matrícula: 374665 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Conteúdo 
OBJETIVOS .................................................................................................................................................. 1 
MATERIAL .................................................................................................................................................. 1 
FUNDAMENTOS TEÓRICOS ..................................................................................................................... 1 
Calor específico ............................................................................................................................................. 1 
Capacidade térmica (C) ................................................................................................................................. 2 
PROCEDIMENTO ........................................................................................................................................ 2 
QUESTIONÁRIO ......................................................................................................................................... 3 
CONCLUSÃO ............................................................................................................................................... 4 
Biografia ........................................................................................................................................................ 4 
 
 
OBJETIVOS 
Determinar a capacidade térmica de um calorímetro 
Determinar o calor específico de vários sólidos 
 
MATERIAL 
- Calorímetro; 
 - Água; 
 - Amostras de ferro, alumínio e latão; 
 - Balança digital; 
- Termômetros (um analógico e um digital); 
 - Béquer de vidro de 250 mL; 
 - Béquer de plástico de 100 mL; 
 - Proveta graduada de 100 mL; 
 - Transformador 220 V/110 V; 
 - Aquecedor elétrico 110 V (mergulhão); 
 - Fogareiro elétrico.; 
 
FUNDAMENTOS TEÓRICOS 
 
Capacidade térmica e calor específico são grandezas físicas que permitem a conversão 
entre calor (energia) e variação de temperatura. Estas grandezas estão também relacionadas com as 
interações intermoleculares, a estabilidade de uma fase, a condutividade térmica e a capacidade de 
armazenar energia. 
 
Calor específico 
O Calor específico (c) é uma grandeza física que define a variação térmica de 
determinada substância ao receber determinada quantidade de calor sensível. Também é chamado de 
capacidade térmica mássica. É constante para cada substância em cada estado físico. Pode-se dizer 
que o calor específico caracteriza uma substância (em determinado estado físico). É dado por: 
 
Em que: 
 c é o calor específico em joules por quilograma kelvins (j.kg
-1
.K
-1
); 
 Q é a quantidade de calor em joules (j); 
 m é a massa, em quilogramas (kg); 
 2 
 ΔT é a diferença de temperatura, em kelvins (K); 
 Tf é a temperatura final, em kelvins (K); 
 Ti é a temperatura inicial, em kelvins (K); 
 S é a entropia, em joules por kelvin (j/K). 
 
Capacidade térmica (C) 
ou capacidade calorífica é uma grandeza física que determina a variação térmica de um corpo ao 
receber determinada quantidade de calor. O valor da capacidade térmica é correspondente à 
quantidade de calor necessária para elevar a temperatura do corpo em uma unidade de variação de 
temperatura. É possível calcular pela seguinte fórmula: 
 
Onde: 
 C é a capacidade térmica, em joules por kelvins (j/k); 
 c é o calor específico, em joules por quilograma kelvins (j.kg
-1
.K
-1
); 
 m é a massa, em quilogramas (kg). 
Também podemos substituir o calor específico por sua própria fórmula de definição: 
 
 
PROCEDIMENTO 
 
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QUESTIONÁRIO 
1- Lembrando que o calor específico da água é maior que o da areia, explique por que 
as brisas marítimas sopram, durante o dia, do mar para a terra, e, à noite, em sentido 
contrário. Discuta a influência destes fatos sobre o clima das regiões à beira-mar. 
 
A brisa marítima e terrestre funcionam assim: de dia como o calor específico da areia é 5 vezes menor 
que o da água que é 1, a areia se aquece mais rápido que a água. então o ar em cima do continente 
sobre, pois o ar quente é mais leve e o ar que está em cima da água que está mais frio vai para o 
continente, onde se aquece e sobre, formando uma brisa continua do mar para o continente, que é a brisa 
marítima. a brisa terrestre é o contrario que ocorre com a brisa marítima. como o calor especifico da 
areia é menor, ela também se esfria mais rápido, fazendo com que o ar em cima do continente fique mais 
frio. mas como a água demora mais para perder calor, o ar em cima dela é mais quente e então sobe. e o 
ar do continente vai para o mar formando essa brisa continua, que é a terrestre. por isso que a brisa 
marítima ocorre de dia e a terrestre a noite. com isso, como a água está constantemente sendo 
evaporada, principalmente de dia, o clima da região à beira-mar é quente e úmido, ocorrendo também 
muitas precipitações de chuva devido a evaporação da água. 
 
2- O calor pode ser absorvido por uma substância sem que esta mude sua temperatura? 
 
Sim. Isso ocorre quando uma substancia está mudando de fase. Ela esta recebendo o 
que chamamos de calor latente, que é a quantidade de calor que a substância recebe (ou 
cede), por unidade de massa, durante a transformação, mantendo-se constante a 
temperatura. 
3- Quando um objeto quente esquenta um frio, suas mudanças de temperatura são iguais em 
magnitude? Dê exemplo extraído desta prática. 
 
Não. A variação de temperatura dos objetos é dada por: 
Q1 = Q2 
m1.c1.T1 = m2.c2.T2; onde T1 e T2 representam a variação da temperatura. 
Assim, a variação de temperatura só terá mesma magnitude se o produto m1.c1 for 
igual a m2.c2 
Nesta prática, no procedimento 1, quando misturamos as águas, a variação de 
temperatura foi aproximadamente igual porque as massas eram iguais e os calores 
específicos também. 
 
4- Dois sólidos de massas diferentes, a uma mesma temperatura, recebem iguais quantidades de 
calor e sofrem a mesma variação de temperatura. Que relação há entre seus calores específicos? 
 
Qa+Qb=0 
ma x ca x T + mb x cb x (-T) = 0 
ca / cb = mb / ca 
Onde: Qa=Calor cedido/recebido pelo corpo a 
 4 
Qb = Calor recebido / cedido pelo corpo b (oposto de a, se a ta cedendo, b ta 
recebendo) 
ma=Massa do corpo a 
mb=Massa do corpo b 
ca=Calor especifico do corpo a 
cb=Calor especifico do corpo b 
T = Variação de temperatura dos dois corpos, que, de acordo com o enunciado, são 
iguais. 
 
5- Um calorímetro contém 30 mL de água a temperatura ambiente, 25 oC. Adiciona-se 50 mL 
de água a 35 oC ao calorímetro. Após alguns minutos a temperatura estabiliza-se em 29 oC. 
Determine: 
a) A capacidade térmica do calorímetro. 
 b) A quantidade de calor absorvida pelo calorímetro. 
c) A quantidade de calor absorvida pela água existente previamente no calorímetro. 
d) A quantidade de calor cedida pela água quente (35oC) adicionada ao calorímetro. 
 
50.1(29 – 25) + 50.1.(29-35) + C(29 - 25) = 0 
200 – 300 + 4C = 0 
 
C = 25 cal/ °C ->Capacidade térmica do calorímetro 
200 cal -> Calor absorvido pela água inicial 
300 cal -> Calor cedido pela água adicionada 
100 cal -> Calor absorvidopelo calorímetro 
 
CONCLUSÃO 
A capacidade térmica é a quantidade de calor que um corpo necessita receber ou ceder para que sua temperatura varie uma 
unidade. 
Podemos concluir que a capacidade térmica é proporcional à massa dos corpos e essa proporcionalidade é 
o calor específico (c), 
 
BIOGRAFIA 
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Calorimetria/capacidade.php 
https://pt.wikibooks.org/wiki/Introdu%C3%A7%C3%A3o_%C3%A0_f%C3%ADsica/Capacidade_t%C3
%A9rmica_e_calor_espec%C3%ADfico 
http://www.brasilescola.com/fisica/capacidade-termica.htm