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0 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 1 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 3 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
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