PRÁTICA: CAPACIDADE TÉRMICA E CALOR ESPECÍFICO

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LICENCIATURA EM FÍSICA
COMPONENTE CURRICULAR: TERMODINÂMICA
PROFESSOR: Dr. DIEGO XIMENES
ALUNO(A): JENNIFER MIRIAM ALVES LINHARES
PRÁTICA : CAPACIDADE TÉRMICA E CALOR ESPECÍFICO.
Crateús – Ce
2019
PRÁTICA : CAPACIDADE TÉRMICA E CALOR ESPECÍFICO
1. OBJETIVOS
➢ Determinar a capacidade térmica de um calorímetro;
➢ Determinar o calor específico de vários sólidos.
2. MATERIAL
➢ Calorímetro com agitador;
➢ Água;
➢ Amostras de ferro, alumínio e cobre;
➢ Balança;
➢ Termômetro;
➢ Fonte de calor.
3. INTRODUÇÃO
O calor é uma forma de energia. Em meados do século XVIII, existiram duas
hipóteses sobre a natureza do calor, apresentadas por grandes nomes como Lavoisier que
considerava o calor como uma substância fluída indestrutível que “preencheria os poros”
dos corpos e escoaria de um corpo mais quente a um corpo mais frio. A outra hipótese
levantada por Newton e endossada por Francis Bacon e Robert Hooke, trazia o seguinte
texto: “O calor consiste num minúsculo movimento de vibrações das partículas dos
corpos”. Durante esses três séculos diversos experimentos foram realizados para que hoje
tenhamos conhecimento dos conceitos e em que empregar essas grandes descobertas.
Calor específico é definido pela quantidade de calor necessária para elevar de 1ºC a
temperatura de 1 g de uma dada substância, é representado por “ c” e medido em cal/gºC e
a capacidade térmica representada por “C” é a quantidade de energia que devo injetar em
um sistema sob forma de calor dividido pela temperatura que é provocada pela injeção
desse calor.
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 Figura 1: calorímetro
O calorímetro é um sistema isolado, ou seja, não troca calor com a vizinhança e é
utilizado neste experimento para definir o calor específico dos materiais utilizados na prática.
4. PRÉ - LABORATÓRIO
1- Um calorímetro contem 50ml de água a temperatura ambiente, 25ºC. Adiciona-se 50ml de 
água a 35ºC ao calorímetro. Após alguns minutos a temperatura estabiliza-se em 29ºC. 
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.
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5. PROCEDIMENTOS:
5.1. PROCEDIMENTO 1
Como o vaso de cobre, o agitador e o termômetro absorvem calor em quantidade
significativa, é necessário que se conheça a “capacidade calorífica” c do conjunto, também
conhecida como “equivalente em água”, isto é, a quantidade de água que absorverá tanto calor
quanto o conjunto das três peças.
Pudemo-nos determinar a capacidade calorífica sem se conhecerem previamente as
massas e os calores específicos desses componentes, executando o procedimento a seguir.
1.1 Colocamos uma massa m’= 100 gramas de água no calorímetro;
1.2 Depois do equilíbrio térmico (mais ou menos sete minutos) anotamos a temperatura t0
dessa mistura formada pela água, vaso, termômetro e agitador.
1.3 Agitamos m=100 gramas de água à temperatura T=t0 + 10ºC, para assim evitar perda de
calor, juntamos rapidamente essa água aquecida à água do calorímetro;
1.4 Acionando sempre o agitador, aguardamos o equilíbrio térmico e anotamos a temperatura t
atingida pela mistura (água quente, água fria e os componentes do calorímetro).
Aplicando o princípio da conservação da energia, temos:
Q cedido = Q ganho (1.1)
Considerando que não houve troca de calor entre calorímetro e meio-ambiente temos:
Calor cedido pela água quente = Calor ganho pela água fria + Calor ganho pelo
calorímetro
ou seja:
 (1.2)
onde:
m = massa de água quente: 100g 
m’ = massa de água fria:100g 
C0 = calor específico da água: 1 cal/gºC 
T = temperatura da água quente: 37,4 ºC
t0 = temperatura da água fria:24,2 ºC
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t = temperatura final da mistura: 29,8 ºC
C = capacidade calorífica do calorímetro: 35,71 cal/gºC
De 1.2, temos:
 
De 1.3, temos:
5.2. PROCEDIMENTO 2
Para calcular o calor de uma substância qualquer, conhecendo-se previamente o 
equivalente em água do equipamento, a fórmula nos dá:
Calor cedido pelo corpo aquecido = calor ganho pela água e pelo calorímetro
ou seja:
 (1.4)
Assim,
 
 
onde:
c = calor específico da substância em teste;
c0 = calor específico da água;
m’ = massa de água no calorímetro;
M = massa da substância em teste;
T = temperatura inicial da substância em teste;
(1.5)
 (1.3)
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m0 = massa equivalente em água, do calorímetro (numericamente é igual a C da fórmula;
t = temperatura de equilíbrio da “mistura”;
t0 = temperatura da água fria.
2.1 Colocamos no calorímetro uma massa m’= 200 gramas de água, à temperatura ambiente
“t0”. Anotamos na Tabela 1;
2.2 Aquecemos a uma temperatura “T” (temperatura de ebulição da água) a substância cujo
calor específico “c” se queira determinar. Para isso, deixamos imersa em água fervente por
alguns minutos a fim de que entrasse em equilíbrio térmico. Anotamos a temperatura “T” na
tabela 1;
2.3 Colocamos no calorímetro, sem rapidez a substância em teste, para que não ocorresse
perda de calor;
2.4 Acionando sempre o agitador, esperamos uniformizar a temperatura da “mistura” e
anotamos na Tabela 1 a temperatura de equilíbrio (t).
OBS.: Há outros métodos para determinar os calores específicos de sólidos, líquidos e de
gases.
Para determinar os calores específicos dos sólidos utilizados na prática, usaremos a equação
1.5:
 Para o COBRE: Para o ALUMÍNIO: Para o FERRO:
TABELA 1
MATERIAL M (g) m’(g) T(ºC) t(ºC) c(Cal/gºC)
Cobre 103,6 200 35,7 95,2 24,1 27,3 0,11
Alumínio 60,1 200 35,7 95,5 24,3 28,6 0,25
Ferro 145,7 200 35,7 96,9 26,1 31,2 0,12
m0 (g) t0 (ºC)
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6. QUESTIONÁRIO
1- Lembrando que o calor específico da água é maior que o da areia, expliquem 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.
Resposta: Devido ao calor específico da areia ser bem menor do que o calor específico da
água, durante o período diurno a areia sofrerá uma maior variação em sua temperatura e
quando em contato com o ar, este passa a se aquecer e subir devido a sua densidade diminuir e
o espaço vago é então ocupado pelo ar que não foi aquecido, e por isso as brisas sopram do
mar para a areia. Com o anoitecer a areia sofre um resfriamento superior ao mar, e as camadas
de ar quentes entram em contato com a água e o processo é repetido devido à densidade
decrescer, porém as brisas sopram da terra para o mar.
2- O calor pode ser absorvido por uma substância sem que esta mude sua temperatura?
Resposta: Sim, podemos citar como exemplo o “calor latente”, ele absorve calor porém
ocorre a mudança de estado físico. 
3- Quando um objeto quente esquenta um frio, essas mudanças de temperatura são iguais em
magnitude? Dê exemplos extraídos da prática.
Resposta: Não obrigatoriamente, o exemplo extraído da prática é que o COBRE que estava
com uma temperatura de 95,2 °C e a água que estava à 24,1 °C, quando colocados em contato
atingiram o equilíbrio térmico com temperatura final de 27,3 ºC. Diante dessas informações,
constatamos que não houve a mesma variação de temperatura para as duas substâncias. 
4- Dois sólidos de massas diferentes, a uma temperatura, recebem iguais quantidades de calor
e sofrem a mesma variação de temperatura. Que relação há entre seus calores específicos?
Resposta: Sabendo que Q1 = Q2 , podemos descobrir qual a relação entre os calores
específicos.
m1c1(∆t) = m2c2(∆t)
Sabendo que os sólidos sofrem a mesma ∆t, temos:
m1c1 = m2c2
5- Consulte a Literatura Científica de modo a saber os calores específicos das substânciasabaixo.
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OBS.: Cite a fonte consultada.
Fonte: https://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Calorimetria/calor.php
➢ Alumínio = 0,219 cal/gº C
➢ Ouro = 0,031 cal/gº C
➢ Cobre = 0,093 cal/gº C
➢ Prata = 0,056 cal/gº C
➢ Latão = 0,092 cal/gº C
➢ Água = 1,000 cal/gº C
➢ Ferro =0,119 cal/gº C
➢ Mercúrio = 0,033 cal/gº C
Cálculo dos erros
Erro relativo = ((valor teórico – valor experimental)/ valor teórico) x 100%
Para o cobre, temos: 
Para o alumínio, temos:
Para o ferro, temos:
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CONCLUSÃO
Com a prática realizada, usando equipamentos que até então pareciam abstratos, pôde-
se ter um melhor embasamento à cerca da Primeira Lei da Termodinâmica, A aula consistia
em descobrir o calor específico de determinados sólidos ( cobre, alumínio e ferro) e a
resolução de algumas problemáticas. Os erros aparentes nos cálculos realizados pós -
laboratório foram um pouco evidenciados, porém aceitáveis. Através da prática podemos,
enfim, afirmar que os corpos não necessariamente sofrem a mesma variação de temperatura,
como já havíamos ressaltado na indagação três.
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REFERÊNCIAS
Nussenzveig, Herch Moysés. Curso de Física básica – vol.2 / H. Moysés Nussenzveig – 4ª 
edição rev. - - São Paulo: Blucher, 2002.
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