Determinação do Calor Específico da Água

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE 
 CAMPUS SANTO ANTÔNIO DA PATRULHA 
 INSTITUTO DE MATEMÁTICA, ESTATÍSTICA E FÍSICA 
 TERMODINÂMICA 
 
RELATÓRIO 
 
Experimento: Determinação do Calor Específico da Água 
 
Aluna: Mariana Carvalho 
 
a) INTRODUÇÃO 
 Dois objetos feitos do mesmo material tem uma capacidade térmica que é 
proporcional à sua massa. Assim, é conveniente definir a “capacidade térmica por unidade de 
massa”. A quantidade de calor necessária para elevar 1°C a temperatura de 1 g de uma dada 
substância recebe o nome de calor específico c dessa substância; c é medido em cal/g.°C. 
Pela definição de caloria, o calor específico da água entre 14,5 °C e 15,5 °C é c = 1 cal/g.°C. 
 
b) EXPOSIÇÃO TEÓRICA 
 Quantidade de calor é definido pela fórmula, 
Q = cm ΔT = cm (Tf - Ti) 
A tabela 18-3 mostra o calor específico de algumas substâncias à temperatura 
ambiente. Note que o calor específico da água é o maior da tabela. O calor específico de 
qualquer substância varia um pouco com a temperatura. 
 
 
 
 
c) PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
Materiais utilizados: 
● Calorímetro; (1) 
● Fonte regulada em 16,8V e 1,32 A; (2) 
● 200 mL de água; (3) 
● Fios de ligação com R = 10Ω; (4) 
● Cronômetro; 
● Termômetro de mercúrio (5); 
Veja na figura 1 a montagem do experimento. 
 
 
Utilizamos uma fonte regulável com 16,8 V e 1,32 A, acoplamos fios de ligação com 
resistência de 10 Ω a um calorímetro. Calorímetro é um recipiente com isolação térmica que contém 
uma resistência dentro, depositamos 200 mL de água no calorímetro, colocamos também um 
termômetro para controlar a temperatura (veja na imagem 1). 
Notamos que a temperatura inicial Ti = 23 °C, ligamos a fonte e depois de 5 minutos, 
marcamos a temperatura novamente que foi 30,5 °C, mais 5 minutos, 36 °C, assim consecutivamente 
até 20 minutos. Observe os dados na tabela 1 abaixo. 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1: 
Tempo (s) Temperatura (°C) 
0 23 
300 30,5 
600 36 
900 43 
1200 48 
 
 Posteriormente dos dados anotados, concretizamos os cálculos para descobrir o calor 
específico da água. Fizemos da seguinte forma: 
 
Informações: Ti (temperatura inicial)= 23 °C 
m (massa) = 0,2 kg 
T (tensão) = 16,8 V 
i (corrente) = 1,32 A 
R (resistência) = 10 Ω 
 
Primeiro necessitamos calcular a potência que é: 
 
P = R.i² então, P = 10 Ω (1,32 A)² = 17,42 ΩA² 
Sabendo que Q = mc ΔT (1) 
 P = Q/ Δt , isolando o Q temos: Q = P. Δt (2) 
Trocando equação (2) em (1), obtemos: 
 
PΔt = mc ΔT (3) 
 
Isolando c da equação (3), temos: 
 
 
c = 
 PΔt
m ΔT
 
 
Fui realizando os cálculos por pares, primeiro tempo 1 e 2, temperatura 1 e 2, massa e 
potência eram sempre os mesmos valores e coloquei na fórmula, ao fim fiz a média dos 
resultados que descobri. 
Assim: c1 = 17,42 (300)/0,2 (7,5) =3484 J/ kg °C 
 c2 = 17,42 (300)/0,2(36-30,5) = 4750,9 J/ kg °C 
 c3 = 17,42 (300)/0,2(43-36) = 3732,8 J/ kg °C 
 c4 = 17,42 (300)/0,2(48-43) = 5226 J/ kg °C 
Com estes valores fiz a média: 
(3484 J/ kg °C + 4750,9 J/ kg °C + 3732,8 J/ kg °C + 5226 J/ kg °C)/4 = 4298 J/ kg °C 
 
E por último, calculei o E% (erro percentual) considerando como valor teórico o 
4180J/ kg °C e como valor experimental 4298 J/ kg °C, obtivemos 3% de erro como 
resultado. 
 
d) CONCLUSÕES 
 
O experimento foi realizado como imaginávamos, obtivemos um erro de 3%, confio 
que o tempo, ar, temperatura do ambiente podem influenciar no nosso resultado, não nos 
oferecendo um valor exato na experimentação. 
 
 
 
 
e) REFERÊNCIAS: 
 
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física. 
9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 2 v. 
 
NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de Física básica, 2: fluidos, oscilações e 
ondas, calor. 5 ed. São Paulo: Blucher, 2014