Calor Específico de Metais

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Calor Específico dos Metais 
 
A.M. Dantas 
Centro Universitário Uninter 
Pap – Endereço do Pap. – CEP: 80610 - 140 – Cidade – Estado - Brasil 
e-mail: antonioprofessor@hotmail.com 
 
Resumo: Procedimento experimental de física que tem como objetivo comparar o calor 
específico da água com o de alguns metais comuns e tirar conclusões relacionadas à 
aplicação dessas propriedades. 
 
Palavras chave: (calor, temperatura, gases, metais) 
 
Introdução 
Nesses experimentos iremos perceber 
o que afeta a variação de temperatura das 
substâncias. Iremos entender porque 
com o dia, a areia da praia esquenta 
rapidamente e a noite esfria rapidamente 
se comparada com a água do mar. Esse 
estudo é explicado pelo calor especifico 
das substâncias. O calor específico é a 
quantidade de calor que deve ser 
fornecido para que 1 g de substância 
tenha a sua temperatura elevada em 1°C. 
Cada substância possui um determinado 
valor de calor específico, que é 
geralmente expresso em cal/g.°C. 
 
Procedimento 
 
1 - Inicie o Virtual Physics e selecione 
Specifi c Heat of Metals na lista de 
experimentos. O programa vai abrir a 
bancada de calorimetria (Calorimetry). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
2 - Meça o calor específico do alumínio 
(Al) e de aço inoxidável, dois metais 
comuns. Para que não haja confusão 
sobre a amostra que é testada, anote seus 
resultados na tabela. Clique no Lab book 
para abrí-lo. Anote a massa, em gramas, 
da amostra de alumínio (Aluminum) que 
está na balança. Se não conseguir 
visualizar o valor, clique na balança 
(Balance) para ampliar e, depois, clique 
em Zoom out para retornar à bancada. 
3 - Arraste a amostra de alumínio da 
balança para o forno (Oven). O forno 
está programado para aquecer até 200 
°C (não se esqueça de clicar na porta 
para fechá-lo). 
4 - O calorímetro localizado no centro da 
mesa foi preenchido com 100 mL de 
água. A densidade da água à 25 °C é de 
0.998 g/mL. Determine a massa da água 
utilizando os dados de densidade e 
volume. Anote os dados na tabela a 
seguir. 
Certifique-se de que o agitador está 
ligado (você deve ver a haste rodando). 
Clique na janela do termômetro para 
trazê-la à frente e, em seguida, clique em 
Save para registrar seus dados. Deixe o 
termômetro na água de 20 a 30 segundos 
para obter uma temperatura base para a 
água. 
5 - Clique no forno para abrí-lo. Arraste 
a amostra de alumínio do forno até que 
seja colocada a cima da tampa preta do 
calorímetro e, então, solte-a. Clique nas 
janelas do termômetro e do gráfico para 
trazê-las para frente e observe a 
mudança de temperatura até que um 
valor constante seja atingido. Espere 
mais 20-30 segundos e aperte Stop na 
janela do termômetro. Um link de dados 
vai aparecer em seu Lab book. Clique no 
link e anote na tabela os dados de 
temperatura antes de adicionar o 
alumínio e a temperatura máxima 
atingida depois de o ter adicionado. 
(Lembre-se de que a água começará a 
esfriar após atingir a temperatura de 
equilíbrio). 
6 - Repita o experimento com a amostra 
de aço inoxidável. Clique na lixeira 
vermelha no canto esquerdo da tela para 
limpar a bancada (Cleanup Lab Bench). 
Clique no almoxarifado (Stockroom) 
parar entrar. Clique duas vezes no 
calorímetro de Dewar para movê-lo para 
o balcão. Clique no armário de amostras 
metálicas (Metals) e abra a última gaveta 
clicando nela; as amostras estão 
organizadas alfabeticamente. Clique 
duas vezes na amostra de aço (Steel) 
para selecioná-la e então clique em 
Zoom Out. Clique duas vezes na placa 
de Petri com a amostra selecionada 
(Stainless Steel) para levá-la ao balcão. 
Retorne ao laboratório (Return to Lab). 
7 - Mova a placa de Petri com a amostra 
até a região realçada ao lado da balança. 
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Clique na balança (Balance) para 
aproximar e, em seguida, clique em Tare 
para zerar a balança. Coloque a amostra 
de metal no prato da balança e anote a 
massa na tabela a seguir. Retorne à 
bancada (Zoom Out). 
8 - Clique duas vezes no calorímetro para 
posicioná-lo adequadamente na bancada. 
Clique na porta do forno para abrí-lo e 
arraste a amostra de aço para dentro dele. 
Clique novamente na porta do forno para 
fechá-la. Mude a temperatura do forno 
para 200 °C clicando diversas vezes no 
botão acima do dígito da dezena. Encha a 
proveta com 100 mL de água segurando-
a embaixo da torneira até que ela retorne 
à bancada. Coloque a água no 
calorímetro. Ligue o agitador (Stir) e o 
termômetro. Clique no botão Graph e, em 
seguida, em Save. Mova a amostra do 
forno e coloque-a no calorímetro. Siga os 
mesmos procedimentos realizados com a 
amostra de alumínio para obter o valor da 
temperatura de equilíbrio. Anote suas 
observações na tabela abaixo. 
 
Dados do alumínio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
Dados do aço 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Análise e Conclusão 
 
1 – Determine a variação de 
temperatura da água (
Tágua
) 
R – Para o alumínio. 
T
= Tf-Ti > 
T
= 
27,38-25= 2,38 ºC 
 Para o aço. 
T
= Tf-Ti > 
T
= 
29,17-25= 4,17 ºC 
 
2 – Calcule o calor (Q) adquirido pela 
água utilizando a seguinte equação: 
. .água água água águaQ m c T= 
. Dado 
4,184 / ( )águac J g C=
. 
R - 
99,80.4,184.2,38alumínioQ = =
993,8004 /J(ºC) 
 
99,80.4,184.4,17açoQ = =
1.741,2385 /J(ºC) 
3 – Determine a variação de 
temperatura (
AlT
) 
 Alumínio Aço 
Massa de metal (g) 7,3547 23,3371 
Volume de água (mL) 100 100 
Massa de água (g) 99,8 99,8 
Temperatura inicial do água (ºC) 25 25 
Temperatura inicial do metal (ºC) 200 200 
Temperatura máxima da água + 
amostra (ºC) 
27,38 29,17 
Calor específico (J/[g. (ºC]) 0,7827 0,4368 
 
5 
 
R - 
AlT
 = 27,38-200 = -172,62 ºC 
AçoT
= 29,19-200 = -170,81 ºC 
4 – Sabendo que o calor adquirido pela 
água é igual ao calor perdido pelo metal 
(e por isso, o Q é negativo), calcule o 
calor específico do alumínio. Note que: 
. .água Al Al Al AlQ Q m c T= − = 
. 
Resolvendo a equação acima para o calor 
específico, temos: 
.
Al
Al
Al Al
Q
c
m T
−
=

 
R - 
993,8004
7,3547.( 172,62)
Alc
−
= =
−
0,7827 
/J(ºC) 
5 – Calcule o valor específico do aço e 
anote-o na tabela. 
R - 
1741,2385
23,3371.( 170,81)
Açoc
−
= =
−
0,4368 
/J(ºC) 
6 - O calor específico é uma maneira 
numérica de expressar a quantidade de 
calor necessário para aquecer uma 
substância por 1 °C. O calor necessário 
para aquecer uma substância com calor 
específico baixo é menor do que o calor 
necessário para aquecer uma 
substância com calor específico alto. 
Descreva o que aconteceria com a 
temperatura de uma lata de aço e de 
uma lata de alumínio ao retirá-las do 
congelador. Inclua o conceito de calor 
específico na sua discussão. 
R - Quanto maior for o calor específico de 
uma substância, maior será a quantidade 
de calor que deverá ser fornecida ou 
retirada dela para que ocorram variações 
de temperatura. Ao retirar do congelador 
uma lata de aço e uma de alumínio, ambas 
irão perder calor para o meio, atingindo 
assim o equilíbrio. Nesse processo a lata 
de aço atinge o equilíbrio mais rápido que 
o alumínio visto que seu calor específicoé menor. 
7 – Muitas panelas são feitas de aço ou 
alumínio. Discuta qual tipo de panela 
seria melhor. 
R – As panelas de aço é mais 
aconselhável, pois atinge altas 
temperaturas em um intervalo de tempo 
menor que o alumínio, ganho assim mais 
economia de energia. 
8 – Você acabou de calcular o calor 
específico de dois metais comuns. Agora 
observe diferenças no calor de outra 
maneira. A mesma quantidade de calor 
é aplicada à determinada massa de 
água e à mesma massa total de água e 
aço. Qual amostra atingirá uma 
temperatura mais alta? Explique. 
R – A água. A razão para isso é que a 
variação da temperatura da amostra da 
água dependerá apenas do seu próprio 
calor, já a outra amostra de água + aço 
dependerá do calor das duas partes. 
Sendo assim a amostra de água (sozinha) 
atingirá a maior temperatura. 
9 - Desenhe e execute um experimento 
para testar sua hipótese. Resuma seu 
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experimento e informe seus resultados. 
Observe também o resfriamento da 
água pura e da amostra de água com 
aço. Descreva as diferenças no 
resfriamento dessas duas amostras. 
 
 
 
 
 
 
R – Ao colocar o aço que estava numa 
temperatura final de 80ºC fez com que a 
temperatura da água aumentasse para 
26,7ºC. O calor específico do aço é bem 
menor que da água. Com isso, o aço 
aumenta e diminui a temperatura bem 
mais rápido que a água. Ao colocar o aço 
na água, podemos observar que a 
temperatura sobe rapidamente para 
26,7ºC atingindo assim, a temperatura 
máxima das duas substâncias juntas. O 
aço resfria muito rápido em relação a água 
devido seu calor especifico ser bem 
menor. 
 
Conclusão 
 
Esses experimentos nos 
possibilitaram entender as propriedades 
de algumas substâncias e seu 
comportamento. Entendemos que o calor 
específico de cada substância define seu 
tempo de resfriamento ou aquecimento e 
que ao misturar duas substâncias com 
diferentes calores específico vai 
influenciar na mudança de temperatura 
até alcançar a temperatura máxima. 
Referências 
 
[1] N.Sobrenome e M. Nonono, 
“Estudo da Física na Engenharia” C. 
Aprendeu 46 (1972) 27-32. 
[2] A. Gerônimo, S. Vergonha 
“Influenciado pelo Estudo” Conf. 
Brasileira do estudo da Física, Curitiba, 
21- agosto 1972, pp. 9-11, Publicação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Água Água + Aço 
Massa (g) 99,80 99,80 + 23,3371= 123,1373 
Temperatura inicial (ºC) 25 25 
Temperatura final (ºC) 26,27 26,27 
Calor específico (J/[g. (ºC]) 4,184 0,9089