Pratica 9 - Equivalente em agua de um calorimetro

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS
CURSO: BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ONDAS E TERMODINÂMICA
NOTA
EXPERIMENTO 9 : PROPRIEDADES TÉRMICAS DA MATÉRIA – CALOR ESPECÍFICO DE UM SÓLIDO
PARTE I – DETERMINAÇÃO DO EQUIVALENTE EM ÁGUA DE UM CALORÍMETRO
PROF. JOSÉ LUIZ
 ALUNO(A): TURMA: DATA:
1 – OBJETIVO: Determinar o equivalente em água de um calorímetro. Analisar as trocas de calor neste processo.
2 – TEORIA: O calor Q é a energia que se transfere de um corpo a outro, em virtude, unicamente, da
diferença de temperatura entre eles. Quando um corpo recebe ou cede calor, ocorre variação de
temperatura ou mudança de estado físico. No primeiro caso, dizemos que se trata de calor sensível e,
no segundo, calor latente. O calor sensível é definido pela Eq. 01, onde Q é o calor (sua unidade é dada em cal – caloria),
m é massa (unidade em g – gramas), c é o calor específico (unidade em cal/g.oC) e ΔT é a variação de temperatura
(unidade em oC – grau Celsius). O calorímetro experimenta todas as trocas de calor necessárias para atingir o equilíbrio
térmico, logo, ele intervém e deve ser considerado nos cálculos pertinentes a estas trocas. Uma vez definido todos os
componentes do calorímetro, o sistema fica invariável em sua constituição (química e física), isto permite determinarmos
a quantidade de calor necessária para elevar a sua temperatura de 1°C. Experimentalmente, é mais cômodo substituir este
valor por uma massa de água que seja equivalente em efeitos térmicos ao calorímetro, representado por mEq. Equivalente
em água do calorímetro é a massa de água que, trocando a mesma quantidade de calor Q que esse calorímetro, sofre a
mesma variação de temperatura. Sendo o calor especifico da água, 1 cal/g°C decorre que o equivalente em água de um
corpo é numericamente igual à sua capacidade térmica C (definida por C = m.c e unidade em cal/°C). Por exemplo, se um
corpo tem capacidade térmica de 30 cal/°C, o seu equivalente em água é 30 g. Isso significa que o corpo, em questão, ou
os 30 g de água, ao receberem a mesma quantidade de calor, sofrem a mesma variação de temperatura, ou seja, ΔQcal =
ΔQEqÁgua. Quando duas ou mais substâncias em temperaturas diferentes são postas em contato, em um sistema isolado, elas
atingirão o equilíbrio térmico depois de um período de tempo. Isso ocorre porque o calor flui da substância mais quente
para a mais fria até todos os materiais estarem na mesma temperatura. Devido à conservação de energia, a quantidade de
calor perdido pela substância mais quente deve ser igual ao calor ganho pela substância mais fria. Isto é a base para o
método de calorimetria através de mistura.
3 – MATERIAL UTILIZADO
• Calorímetro com agitador; • Água quente e fria;
• Um béquer e uma proveta; • Lamparina e esqueiro;
• Dois termômetros; • Apoio para aquecer o béquer;
4 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:
Anote o número escrito na parte inferior do calorímetro: _______
4.1 – O aparato experimental é mostrado na Fig. 01. Inicialmente, coloque 50 mL (~50 g) de
água fria com temperatura em torno de 10°C no interior do calorímetro. Tampe o conjunto e
meça a temperatura do sistema TAgF (anote na Tab. 01).
4.2 – Prepare no béquer 50 mL (~50 g) de água morna com temperatura em torno de 45°C (ou
temperatura superior). Leia e anote a temperatura inicial da água morna que se encontra no
copo de béquer TAgQ . Derrame a água morna do copo de béquer na água fria do calorímetro.
UFERSA – DCEN – Lab. Ondas e Termodinâmica__________________________________________________________________1
Q=m.c. T
Equação 01
Fig. 01 – Aparato
Tampe o calorímetro. Agite levemente a mistura. Leia e anote a máxima temperatura alcançada TF (temperatura de
equilíbrio térmico entre o calorímetro e a mistura). Anote na Tab. 01 .
4.3 – A massa de água equivalente é calculada pela Eq. 02 (onde magF é a massa de água fria e mAgQ é a massa de água
quente).
(Eq. 2)
 
Equivalente em água médio meq = _______________
5 – QUESTIONÁRIO
5.1 – Que princípio ou lei foi aplicado para determinar o equivalente em água do calorímetro? 
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5.2 – É possível encontrar o equivalente em água de qualquer substância? Explique.
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5.3 – Um calorímetro contem 200 g de água a 10 oC. Uma quantidade de 50 g de água a 100 oC é adicionada e a
temperatura final da mistura fica em 27 oC. Determine o equivalente em água deste calorímetro.
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5.4 – O equivalente em água de um calorímetro é 26 g. O calorímetro contém 300 g de água a 23 oC. Quanto tempo levará
para atingir o ponto de ebulição da água se for adicionado calor ao calorímetro à uma taxa de 50 cal/s?
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5.5 – Se o calorímetro fosse ideal, ou seja, não participasse das trocas térmicas que ocorrem em seu interior, qual deveria
ser a temperatura de equilíbrio do experimento?
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UFERSA – DCEN – Lab. Ondas e Termodinâmica__________________________________________________________________2
# TAgF (°C) TAgQ (°C) TF (°C) meq (g) 
1
2
Tabela 01
meq=
mAgQ T AgQ−T F−mAgF T F−T AgF
T F−T AgF
6 – CONCLUSÃO:
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7 – BIBLIOGRAFIA
[1] – Sears & Zemanski, Young & Freedman, Física II, Ondas e Termodinâmica, 12ª Edição, Person 2008.
[2] – Resnick, Halliday, Krane, Física 2, 5ª Edição, LTC, 2007.
UFERSA – DCEN – Lab. Ondas e Termodinâmica__________________________________________________________________3
	Universidade Federal Rural do Semi-Árido
	Departamento de Ciências Exatas e Naturais
	Curso: Bacharelado em Ciência e Tecnologia
	Disciplina: Laboratório de Ondas e Termodinâmica
	NOTA
	Experimento 9 : Propriedades Térmicas da Matéria – Calor Específico de um Sólido
	Parte I – Determinação do Equivalente em Água de um Calorímetro
	Prof. José Luiz
	7 – BIBLIOGRAFIA