calor especifico

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Universidade Federal do Cariri
Curso de Engenharia De Materiais 
Relatório de Física
Prática 04: Calor Específico do Alumínio 
				 
Grupo: 
Damião Wellington
Wendell Bruno 
Carlos Artur
Lucas Pessoa
Wendell Jackson
Artur Marreiro
Professor: Mario		
Disciplina: Física Experimental para Engenharia 
Juazeiro do Norte – Ceará
2014
Índice
Página
1- Objetivos......................................................................................................................3
2- Material Utilizado.........................................................................................................3
3-Introdução Teórica........................................................................................................4		
4- Procedimento Experimental.........................................................................................5
5- Questionário...............................................................................................................8
6- Conclusão...................................................................................................................10
7- Bibliografia..................................................................................................................11
Objetivos
- Assimilar o conceito de calor específico de uma substância e determinar a capacidade térmica de um calorímetro utilizando o método das misturas.
- Determinar o calor específico do alumínio utilizando um calorímetro.
Material Utilizado
- 01 Calorímetro com capacidade de 230ml;
- 01 Proveta 150ml;
- 01 Termômetro – 10ºC a 110ºC;
- 01 Lamparina;
- 01 Caixa de fósforo;
- 01 Tripé para lamparina;
- 01 Tela de amianto 10x10cm;
- 01 Becker 250ml;
- 03 Corpos de prova de alumínio;
- 01 Carretel de linha;
Introdução Teórica
Calor específico é definido como a energia necessária para a elevação da temperatura em uma unidade em uma unidade de massa. Normalmente, é dada em cal/g°C.
Existem basicamente dois tipos de calor específico: o calor específico em volume constante e calor específico em pressão constante. Pode ser calculada a partir da equação fundamental da calorimetria:
A capacidade térmica é conceituada como uma quantidade que um corpo necessita receber para que varie uma unidade de temperatura. Geralmente, é dada em cal/°C.
Corpos com baixa capacidade térmica demoram certo tempo para esquentar, porém demoram a resfriar quando estão em alta temperatura.
É calculada da seguinte forma:
 
C = Capacidade térmica;
m = Massa do corpo;
c = Calor específico do material. 
O calorímetro é um aparelho muito utilizado em laboratórios para observar as trocas de calor em corpos com temperaturas diferentes. Podemos dizer que o calor cedido por um corpo é totalmente recebido pelo outro, pois o calorímetro é considerado isolado termicamente do meio ambiente. Com essas condições podemos calcular o calor específico e a capacidade térmica.
Existem vários tipos de calorímetro, porém a utilização é mesma. É basicamente construído da mesma forma que uma garrafa térmica.	
Procedimento Experimental
PRIMEIRO PROCEDIMETO:	
Primeiramente, determinou-se a capacidade calorífica do calorímetro por meio do seguinte procedimento:	
a) Colocou-se uma massa de 50g de água no calorímetro (m1);	
- Esperaram-se alguns minutos para que ocorresse o equilíbrio térmico.	
- Em seguida anotou-se a temperatura (T1) dessa mistura formada pela água, calorímetro, termômetro e agitador.	
b) Foram aquecidos 77g de água (m2) até aproximadamente 66 ˚C e depois anotou-se a temperatura desta água aquecida. 	
c) Misturou-se a água quente com a água fria do calorímetro. 	
d) Agitou-se com o termômetro e foi aguardado o equilíbrio térmico de modo a obter (TE), temperatura atingida pela mistura.	
Sabemos que Qr = Qc (Qr = calor recebido e Qc = calor cedido), temos:	
(5.1) m2.cH2O. (T2 – TE) = m1. cH2O.(TE – T1) + C.(TE – T1);	
Resultados experimentais para a determinação da capacidade térmica do calorímetro:	
m2 = massa de água quente | 77 g |;	
m1 = massa de água fria | 50 g |;	
cH2O = calor específico da água | 1 cal/g.˚C |;	
T2 = temperatura da água quente | 66 ˚C |;	
T1 = temperatura da água fria | 28 ˚C |	;
TE = temperatura final de equilíbrio | 47 ˚C |;	
De (5.1) temos:	
(5.2) C = = 27	
SEGUNDO PROCEDIMENTO:	
Determinou-se o calor específico do alumínio por meio do seguinte procedimento:
a) Determinou-se a massa do corpo de prova, m1=30g, de alumínio;
b) Colocou-se 150 ml de água no Becker, e deixou-se ferver até a ebulição;
c) Mediu-se na proveta 100 ml de água tirada da torneira;
d) Determinou-se a massa de água contida na proveta. Usando-se a relação 1ml = 1g obtemos m2=100g de água;
e) Colocou-se esta água no calorímetro, agitou-se suavemente o conjunto durante 30 segundos.
f) Mediu-se a temperatura do conjunto (calorímetro com a água);
g) Colocou-se o corpo de prova na água em ebulição;
h) Aguardou-se alguns minutos e mediu-se a temperatura do corpo (temperatura da água em ebulição) obtendo o valor 1=71ºC;
i) Retirou-se o corpo de prova da água quente e colocou-se rapidamente no calorímetro;
j) Durante o processo, observou-se seguidamente a temperatura indicada no termômetro;
k) Mediu-se a temperatura de equilíbrio térmico E;
Por meio da fórmula Qc=Qr, e sabendo que o calor cedido é o calor do corpo aquecido e o calor ganho é o calor da água e do calorímetro, temos:	
(5.3) m1 . cx . (1 – E ) = (C + m2. cH2O ) . (E –2);	
Onde:
m2 = massa de água no calorímetro | 100 g |;	
m1 = massa do material em teste | 30 g |;	
cH2O = calor específico da água	 | 1 cal/g.˚C |;	
1 = temperatura inicial do material em teste | 71 °C |;	
E = temperatura final de equilíbrio | 30 °C |;	
2 = temperatura do conjunto (calorímetro com a água) | 28 °C |;	
cx = calor específico do material em teste;	
a) Foram colocados 100 g de água (m2) a temperatura inicial 2;	
b) O material cujo valor do calor específico cx em que pretendia-se calcular foi aquecido a uma temperatura 1. Para isso o material foi colocado imerso em água fervente; 	
c) Colocou-se no calorímetro rapidamente o material em teste;	
d) Agitou-se a mistura e esperou-se que a temperatura da mesma entrasse em equilíbrio e mediu-se a temperatura E;
e) Calculou-se então pela fórmula (5.3) o calor específico do alumínio:
Questionário
Qual a natureza da substância utilizada no experimento?
O alumínio é um metal leve, macio e resistente, não é tóxico como metal, não-magnético, e não cria faíscas quando exposto a atrito, puro possui tensão de cerca de 19 megapascais (MPa) e 400 Mpa, é muito maleável e muito dúctil.
Por que o corpo de prova foi aquecido indiretamente?
Porque o se ele for aquecido diretamente as propriedades físicas seriam alteradas e também dificultaria a aferição da temperatura.
Por que é necessário aguardar alguns minutos, após a ebulição da água para utilizar o corpo de prova?
Para que o corpo de prova e água possam entrar em equilíbrio térmico.
Por que o calorímetro deve ser agitado após a introdução do corpo de prova?
Isso faz com que ocorra equilíbrio térmico, dessa forma podemos medir a absorção de calor pelo material. 
Qual o valor obtido para o calor específico?
O valor do calor especifico obtido foi de 0,206 cal/g°C.
Compare o valor calculado do calor específico com o valor tabelado?
O calor específico do alumínio tabelado é de 0,220 cal/g°C e do obtido no experimento foi de 0,206. Há uma diferença de 6,3%, essa diferença foi devido à vários fatores, como: Temperatura ambiente e inexperiência da equipe.
O calor especifico depende da substancia?
O calor específico depende somente da substância,não da quantidade de massa, pois ele é definido com a quantidade de calor necessária para elevar uma unidade de massa de um grau Celsius (ou Kelvin, ou Fahrenheit)
O calor específico depende da massa da substancia?
Não, o calor específico depende da natureza do material.
Qual a vantagem de se utilizar corpos de prova relativamente grades?
Por que é maior difícil alterar a temperatura de grandes corpos?
Conclusão
Dentro do objetivo proposto, conseguiu-se descobrir o calor específico e a quantidade de calor do alumínio. Podemos observar que mesmo em temperatura ambiente, a temperatura da água quando introduzida à amostra metálica, já houve variação. Os conceitos teóricos sobre capacidade térmica e calor específico puderam ser assimilados na prática neste experimento a partir da variação de temperatura do conjunto, o que ocorre com os corpos. Entendeu-se que elementos aparentemente iguais, no caso da água, mas em condições de temperatura diferentes, possuem quantidade de calor completamente distinta. Enquanto um corpo fornece calor o outro adquire, isto os torna diferentes quando nos referimos à quantidade de calor.
Bibliografia
HALLIDAY, D. & RESNICK, R. Física 1. 5.ed. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos,2003.
- http://msohn.sites.uol.com.br - Física – Paquímetro
.
- http://www.feng.pucrs.br - Práticas de Oficinas – Paquímetro universal 
- http://www.ifi.unicamp.br - Instituto de Física Gleb Wataghin / Unicamp
	
- http://www.wikipedia.com/paquimetro - Site de pesquisas
- http://www.google.com.br – Imagens paquímetros - Site de Busca
- Brenzikofer, René; Ribeiro, Carlos A. , F-129: Física Experimental I, Guia para as Disciplinas de Laboratório Básico, Instituto de Física, UNICAMP, 1998.
 
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