Experimento 10 (RESOLVIDO) - Calor Específico de um Sólido

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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 10 : PROPRIEDADES TÉRMICAS DA MATÉRIA – CALOR ESPECÍFICO DE UM SÓLIDO
PARTE II – DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE UM SÓLIDO
PROF. JOSÉ LUIZ
ALUNO(A): TURMA: DATA:
1 – OBJETIVO: Determinar o calor específico de um corpo sólido, ou seja, determinar a quantidade de calor por
unidade de massa que deve ser acrescentada a substância para que a sua temperatura se eleve de um grau Celsius.
2 – FUNDAMENTO TEÓRICO: A quantidade de calor necessário para aumentar por um grau a
temperatura de uma unidade de massa de uma substância é chamada de calor específico daquela
substância. Assim, se uma quantidade de calor Q é transferida para uma substância de massa m tendo
um calor específico c, a variação de temperatura ΔT = Tf – Ti será dada pela Eq. 01. Historicamente, o calor é medido em
termos de calorias (1 cal é equivalente a 4,186 J). A caloria foi definida como a quantidade de calor necessária para
aumentar a temperatura de 1 g de água por 1 °C, de 14,5 °C para 15,5 °C na pressão atmosférica de 1 atm. Com esta
definição, o calor específico da água é de 1,0 cal/g.°C. 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. Devido à
conservação de energia, a quantidade de calor perdido pela substância mais quente deve ser igual ao calor ganho pela
substância mais fria, ou seja, Qcedido + Qrecebido = 0. De uma maneira geral, para um sistema isolado com n substâncias que
trocam calor até a temperatura de equilíbrio, temos que ∑i=1
n Qi=Q 1Q2Q3Q4...Qn .
3 – MATERIAL UTILIZADO
 Calorímetro com agitador;  Água quente e fria;
 Um béquer e uma proveta;  Lamparina e isqueiro;
 Corpo de prova e balança;  Proveta graduada;
 Dois termômetros;  Apoio para aquecer o béquer;
4 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:
4.1 – Inicialmente, certifique-se que esteja utilizando o mesmo
calorímetro da parte I do experimento 9. Escreva o número do
calorímetro e a massa do equivalente em água já calculado na prática
anterior.
N° do calorímetro: _______ ; mEq = ________ ;
4.2 – Coloque 100 mL (~100 g) de água à temperatura ambiente no
interior do calorímetro. Tampe o calorímetro e meça a temperatura inicial
Ti do sistema composto pelo calorímetro e pelo quantidade de água contida neste recipiente.
4.3 – O corpo de prova, de massa mb = _______, deve ser colocado em um béquer contendo água (OBS.: Não deixe que o
corpo de prova toque as paredes do béquer, como mostra a Fig. 01 – b). Este conjunto deve ser aquecido até a ebulição
da água. Desligue o sistema de aquecimento e aguarde três minutos, agitando levemente o corpo de prova no interior da
água quente. Anote a temperatura do corpo de prova Tb medindo a temperatura da água quente.
UFERSA – DCEN – Lab. Ondas e Termodinâmica__________________________________________________________________1
 T= Qm.c
Equação 01
(a) (b)
Figura 01
Usuario
Máquina de escrever
2
Usuario
Máquina de escrever
14 g
Usuario
Máquina de escrever
25,35 g
4.4 – Transportando pelo fio, coloque o corpo de prova no interior do calorímetro. Tampe o calorímetro e agite levemente
a mistura. Leia e anote a máxima temperatura alcançada, ou seja, a temperatura de equilíbrio térmico do sistema Tf
(calorímetro + água + corpo de prova). Repita estes procedimentos e preencha a Tab. 01.
4.5 – O calor específico do corpo de prova cb é calculado através da Eq. 2 (onde mAg é a massa de água, mEq é o
equivalente em água dado por 4.1, cAg é o calor específico da água de valor igual 1 cal/g.oC).
Obs.: Lavar o calorímetro antes de repetir o experimento.
Eq. (2)
4.6 – Pelos valores mostrados na Tab. 02, considerando que o corpo de prova é de um material simples, escreva de que é
feito o corpo de prova.
Calor específico médio cb = _______________ , então este disco é feito de ______________.
5 – QUESTIONÁRIO
5.1 – Quais são as maiores fontes de erro para este experimento?
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5.2 – Que tipo de substância necessita de menos energia para sofrer um aumento de 5 oC em temperatura - uma substância
com um alto calor específico ou com um baixo calor específico? Explique.
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_________________________________________________________________________________________________
5.3 – Qual seria o melhor calorímetro: o calorímetro revestido de madeira de pinho, poliestireno (isopor) ou telha
cerâmica? Explique. (Calor específico a 20 oC: madeira de pinho, 2720 J/kg oC ; poliestireno, 1300 J/kg oC; telha
cerâmica, 1,4 × 104 J/kg oC)
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________
5.4 – Se forem adicionados 120 cal a uma massa de 100 g do corpo de prova, de quanto aumentaria a sua temperatura?
(Utilize o calor específico médio do item 4.6)
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UFERSA – DCEN – Lab. Ondas e Termodinâmica__________________________________________________________________2
# Ti (°C) Tb (°C) Tf (°C) cb (cal/g.oC) 
1
2
Tabela 01
cb=
(mAg+mEq)(T f−T i)cAg
mb(Tb−T f )
Usuario
Máquina de escrever
26,2
Usuario
Máquina de escrever
25,5
Usuario
Máquina de escrever
86
Usuario
Máquina de escrever
86
Usuario
Máquina de escrever
29,3
Usuario
Máquina de escrever
28,6
Usuario
Máquina de escrever
0,24
Usuario
Máquina de escrever
0,24
Usuario
Máquina de escrever
Pela Eq. (2), temos que:
Usuario
Máquina de escrever
Cb (1 e 2) = 0,24
Usuario
Máquina de escrever
0,24 cal/g ºC
Usuario
Máquina de escrever
Alumínio
Usuario
Máquina de escrever
Perda de calor para o ambiente e erros de medição durante o processo experimental (erro grosseiro).
Usuario
Máquina de escrever
Substância com baixo calor específico, pois pela fórmula da equação 1 (primeira página), vemos que
Usuario
Máquina de escrever
a variação de temperatura é inversamente proporcional ao calor específico da substância. Então quanto
Usuario
Máquina de escrever
maior o calor específico, de menos energia o material necessita para variar sua temperatura.
Usuario
Máquina de escrever
O melhor calorímetro será o que tiver maior calor específico, ou seja, o de telha cerâmica. 
Usuario
Imagem Posicionada
Usuario
Imagem Posicionada
Usuario
Retângulo
5.5 – Uma substância sólida tem uma massa de 250 g. Ela é resfriada em 25 oC e perde 811 J de calor. Determine o seu
calor específico e identifique a substância. 
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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
substância c (cal/g.˚C)
alumínio 0,22
carbono 0,12
chumbo 0,031
cobre 0,094
ferro 0,11
latão 0,092
ouro 0,031
vidro 0,16
Tabela 02
Usuario
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Usuario
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Retângulo
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	Departamento de Ciências Exatas e Naturais
	Curso: Bacharelado em Ciência e Tecnologia
	Disciplina: Laboratório de Ondas e Termodinâmica
	NOTA
	Experimento 10 : Propriedades Térmicas da Matéria – Calor Específico de um Sólido
	Parte II – Determinação do Calor Específico de um Sólido
	Prof. José Luiz
	7 – BIBLIOGRAFIA