Relatório Calor Específico De Um Metal

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Universidade Estácio de Sá - Campus Resende
Engenharia de Produção - período 6º
Física Experimental II
Prof. Clifford
Ensaio 8
Calor Específico De Um Metal
Discentes:
Listar os componentes do grupo, considerando matrícula e nome completo
Data de realização da experiência no formato 27/05/2015
1-Introdução 
O cociente da quantidade de energia (Q) fornecida por calor a um corpo pelo correspondente acréscimo de temperatura (∆t) é chamado capacidade térmica deste corpo:
Para caracterizar não o corpo, mas a substância que o constitui, definimos o calor específico como a capacidade térmica por unidade de massa do corpo:
Em palavras, o calor específico representa a quantidade de energia necessária para elevar de 1 oC a temperatura de 1 g da substância considerada. Por outro lado, embora o calor específico seja função da temperatura, nesse caderno vamos considerar apenas os casos em que ele permanece constante com a variação da temperatura. O calor específico varia grandemente de uma substância para outra. Contudo, se tomarmos amostras com o mesmo número de partículas, isso não acontece. Por isso, definimos, alternativamente, a capacidade térmica molar: 
Em que n é o número de mols da substância que compõe o corpo. A tabela abaixo mostra calores específicos e capacidades térmicas molares para alguns metais. 
	Substância
	c (cal / g °C)
	Cm (cal / mol °C)
	Alumínio
	0,215
	5,82
	Chumbo
	0,031
	6,40
	Cobre
	0,092
	5,85
	Ferro
	0,112
	6,26
	Mercúrio
	0,033
	6,60
	Prata
	0,056
	6,09
Podemos na prática, utilizar o calor específico do material para averiguar a composição de uma liga metálica ou a pureza de um metal. 
Pode-se verificar se um metal é prata ou ouro, medindo o seu calor específico e comparando o valor encontrado com o valor de referência. Qual material aquece mais rápido, quando é fornecida a mesma quantidade de calor: a água ou um metal, ambos tendo a mesma massa? Esta é fácil: o metal. Por quê? Porque o calor específico dos metais é, de um modo geral, menor que o dos líquidos.
Os valores dos calores específicos da água e do chumbo são:
c água = 1,0 cal /g °C (medido entre as temperaturas de 14,5 0C - 15,5 °C)
c chumbo = 0,031 cal /g °C 
Observe que enquanto 1.0 g de água necessita de 1,0 cal para variar a sua temperatura de 1,0 °C, o chumbo necessita apenas de 0,031 cal. Concluímos que o calor específico é característico de cada material. Quanto maior o calor específico, maior a quantidade de calor por unidade de massa, para que ocorra uma variação unitária de temperatura, e vice-versa. 
2-Objetivos 
Determinar o coeficiente térmico de um metal.
3-Materiais e Métodos 
200 ml de água;
Peça Metálica de cobre;
Forno elétrico;
Becker;
Calorímetro;
2 Termômetro;
Termômetro amarelo, com precisão de 1 °C
Termômetro branco, com precisão de 0,1 °C
3.1-Materiais e Equipamentos 
3.2-Metodologia Experimental 
Identificar os equipamentos e materiais da bancada;
Colocar 200 gr. de água no interior do calorímetro e medir a temperatura;
Colocar 200 gr. de água e uma peça metálica de 100 gr. para aquecer até a água entre em ebulição e meça a temperatura;
Coloque a peça metálica no calorímetro e use o agitador;
Medir, sucessivamente, a temperatura da água contida no calorímetro até que está se estabilize;
Compare o resultado obtido com a tabela em livros e determine o erro relativo percentual.
4-Tratamento Matemático 
Tabela 1
Tabela 2
Q + Q + Q = 0
Qágua fria + Qpeça metálica + Qcalorímetro = 0
Q =m.c.ΔT e Q = ¢.ΔT
200.1.(28° - 25°) + 56,25.(28° - 25°) + 50,50. Cpm.(28° + 95°) = 0
768,75 – 3.383,5Cpm = 0
– 3.383,5Cpm = -768,75 (-1)
Cpm = 
Cpm = 0,227205556 cal/gr °C
5-Análise dos Resultados 
Depois de esquecermos a água e a peça metálica, até a temperatura de ebulição, observamos que a temperatura da peça foi de 95°C.
Por sua vez colocamos a peça metálica dentro do calorímetro com água a temperatura ambiente, à cerca de 25°C, observamos que a temperatura da peça, dentro do calorímetro, tende a diminuir até se estabilizar que ocorre na temperatura de 28° C,
Tomando por base 16 minutos, e a cada 1 minuto colemos as temperaturas. Com isso obtemos a os dados da tabela 1.
Observamos que a temperatura não variou, ou seja, ficou constante à 28° C. Logo, utilizamos essa temperatura, como a temperatura final, tanto para água que estava em temperatura ambiente quanto para a peça metálica que foi aquecida e também para o calorímetro.
Com os dados da tabela 1, abastecemos a tabela 2 por sua vez. Com a tabela 2 preenchida, podemos aplicar a formula da Equação Fundamental da Calorimetria:
Q=c.m.Δt
Q = quantidade de calor sensível (cal ou J).
c = calor específico da substância que constitui o corpo (cal/g°C ou J/kg°C).
m = massa do corpo (g ou kg).
Δθ = variação de temperatura (°C).
No experimento 7, cálculos que o valor do calorímetro foi de ¢ = 56,25 cal/°C, com esse valor substituir na formula Equação Fundamental da Calorimetria:
Qágua fria + Qpeça metálica + Qcalorímetro = 0
E obtemos o calor específico da peça metálica (Cpm) que foi aproximadamente de 0,23 cal/gr °C.
Sabemos que a peça metálica analisada experimentalmente e de cobre, comparando com os dados tabelados;
	Substância
	c (cal / g °C)
	Cm (cal / mol °C)
	Alumínio
	0,215
	5,82
	Chumbo
	0,031
	6,40
	Cobre
	0,092
	5,85
	Ferro
	0,112
	6,26
	Mercúrio
	0,033
	6,60
	Prata
	0,056
	6,09
Observamos que a uma diferença considerável no valor tabelado (cobre 0,092 cal/g °C) em comparação com o valor do experimento (cobre 0,227 cal/ g °C).
Calcular do o erro relativo percentual; 
Er% = |(0,227205556 – 0,092)/0,092)|.100
Er = 153 %
Esse erro de 153 %, está muito alto, isso correu porque no experimento foram usados 2 termômetros com precisões diferentes. O termômetro amarelo tem precisão de 1 °C, e o termômetro branco com precisão de 0,01 °C, além do que o calor especifico dos materiais descritos na tabela, são medidos de forma rigorosa pelo Inmetro que é o órgão regulamentador de medição do Brasil.
 6-Conclusão 
Determinamos a capacidade térmica do metal, que em questão era o cobre. Porém o valor encontrado, difere muito do valor tabelado especificado pelo Inmetro. Isso ocorreu devido a precisão dos equipamentos utilizados.
O valor encontrado da Capacidade Térmica foi Cpm ≈ 0,23 cal/ °C.
7-Bibliografia
HALLIDAY, David et al. Fundamentos de Física – Vol.2 – Gravitação, Ondas, Termodinâmica – 8ª Edição. Rio de Janeiro, Ed. LTC – 2003; 
BOSQUILHA, ALESSANDRA e PELLEGRINI, Minimanual Compacto de Física, Teoria e Pratica editora Rideel, 2°edição, São-Paulo, 2003, páginas (170-189).
HEWITT, PAUL G.Física Conceitual, editora Bookman,Porto-Alegre-RS,2008, 9°edição, páginas (268-280).
HALLIDAY, RESNICK e WALKER, Fundamentos da Física, volume 2, 8°edição páginas (183-200).
NUSSENZVEIG, H. Moysés, Física Básica Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor. Editora Blucher, 4° edição, São-Paulo. Páginas (167-176).
Plan1
	M(gr)	Tinicial(°C)	Tfinal(°C)
	Água fria	200	25°	28°
	Água quente	200	95°	28°
	Calorímetro	------------	25°	28°
Plan1
	T(min)	Tfinal (°C)
	1:00:00 AM	28°
	2:00:00 AM	28°
	3:00:00 AM	28°
	4:00:00 AM	28°
	5:00:00 AM	28°
	6:00:00 AM	28°
	7:00:00 AM	28°
	8:00:00 AM	28°
	9:00:00 AM	28°
	10:00:00 AM	28°
	11:00:00 AM	28°
	12:00:00 PM	28°
	1:00:00 PM	28°
	2:00:00 PM	28°
	3:00:00 PM	28°
	4:00:00 PM	28°