Capacidade térmica mássica de substâncias

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QUESTÃO-PROBLEMA
Porque é que no verão a areia fica escaldante e a água do mar não?
Porque é que os climas marítimos são mais amenos do que os continentais?
OBJETIVOS 
Determinar a capacidade térmica mássica do ferro e do cobre;
Cumprir todas as normas de segurança e higiene no laboratório.
FUNDAMENTO TEÓRICO 
Nesta atividade experimental vai ser utilizada a expressão para calcular a capacidade térmica mássica de uma substância:
 C = Δt.I.U 
 m.Δq 
A capacidade térmica de uma substância corresponde à quantidade de energia necessária para fazer variar de ΔqºC a temperatura de uma certa massa de um material. Esta expressão mostra que esta quantidade de energia é diretamente proporcional à massa da substância e à variação da temperatura pretendida, isto é:
Para obter a mesma variação da temperatura, é necessário fornecer ou retirar uma quantidade de energia tanto maior quanto maior for a massa do material cuja temperatura se quer alterar. Para a mesma massa, quanto maior for a variação de temperatura que se pretende obter, maior a quantidade de energia é necessário fornecer ou retirar;
A constante de proporcionalidade denomina-se capacidade térmica mássica da substância. Para temperaturas iguais ou superiores à temperatura ambiente, tem um valor constante que caracteriza a maior ou menor facilidade que essa substância tem para absorver energia. A capacidade térmica mássica de uma substância é numericamente igual à quantidade de energia que é necessário transferir para a massa de 1kg dessa substância, para que esta experimente a variação de temperatura de 1k (ou de 1ºC).
MATERIAL	
1 Fonte de alimentação;
1 Voltímetro (± 0,01 Volts);
1 Amperímetro (± 0,01 Amperes);
1 Cronómetro;
1 Balança (± 0,01g);
1 Bloco de Ferro;
1 Bloco de Cobre;
Termómetro (± 0,5 ºC)
Glicerina (L);
1 Interruptor;
1 Gobelé 250 mL;
1 Placa de esferovite;
Fios de ligação;
Crocodilos;
Resistência elétrica.
PROCEDIMENTO 
Montou-se o circuito elétrico com a resistência de aquecimento, a fonte de alimentação, o amperímetro (em série) e o voltímetro (em paralelo);
Registou-se as incertezas absolutas de leitura de cada um dos materiais utilizados na montagem do circuito elétrico;
Colocou-se um pouco de glicerina no interior de um dos orifícios do bloco de cobre;
Colocou-se a resistência de aquecimento e o termómetro nos restantes orifícios do bloco de cobre;
Ligou-se a fonte de alimentação;
Fechou-se o circuito e iniciou-se a contagem no cronómetro, simultaneamente;
Registou-se, minuto a minuto, os valores obtidos (temperatura, intensidade e diferença de potencial) numa tabela;
Calculou-se a capacidade térmica mássica do cobre;
Calculou-se a percentagem de erro do valor calculado e comparou-se com o valor tabelado;
Elaborou-se um gráfico q = f(t), que ilustra a variação da temperatura do bloco.
Para o bloco de ferro, latão, cobre e alumínio sem isolador efetuou-se o mesmo procedimento.
REGISTO E ANÁLISE DE DADOS - 
	Tempo (s)
	Alumínio
	Latão
	Ferro
	Cobre
	Alumínio sem isolador
	00:00:00
	32
	27
	25
	26,5
	34
	00:00:30
	32
	28
	27
	27
	34
	00:01:00
	32
	29
	28
	27,5
	35
	00:01:30
	32,5
	29,5
	30
	29
	35
	00:02:00
	33,5
	31
	31
	30,5
	36
	00:02:30
	34
	32,5
	32
	31,5
	36
	00:03:00
	35
	34
	34
	34
	37
	00:03:30
	35
	36
	35
	35,5
	38
	00:04:00
	36
	37
	37
	36,5
	38
	00:04:30
	37
	39
	38
	38,5
	39
	00:05:00
	37,5
	40,5
	40
	40
	40
	00:05:30
	38,5
	42,5
	41
	41,5
	40
	00:06:00
	39
	44
	43
	43
	41
	00:06:30
	40
	46
	44
	45
	41
	00:07:00
	40,5
	47
	45
	46,5
	42
	00:07:30
	41
	49
	47
	48
	43
	00:08:00
	41,5
	50,5
	49
	49,5
	43
	00:08:30
	42
	52
	51
	51,5
	44
	00:09:00
	43
	54
	53
	53
	45
	00:09:30
	43,5
	55
	53
	54
	45
	00:10:00
	44
	57
	55
	55,5
	45
	U
	2,6V
	9,5V
	9V
	Sem dados
	Sem dados
	I
	10A
	0,53A
	2,7A
	Sem dados
	Sem dados
CONCLUSÃO 
Com esta atividade experimental pode-se concluir que, dos elementos estudados, o que tem maior condutividade térmica é o elemento que teve uma menor oscilação de temperatura ao longo dos 10 minutos é o alumínio com isolador. O papel do isolador na experiencia foi importante pois diminuiu as perdas de energia.
ESCOLA BÁSICA E SECUNDÁRIA DA CALHETA
Física – 10º Ano
 Ano letivo 2010/2011