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CENTRO UNIVERSITÁRIO CAMPO REAL ENGENHARIA CIVIL PAULA CAMARGO WITTES Prof. Julio Cabral TERCEIRO RELATÓRIO: A DETERMINAÇÃO DO CALOR LATENTE DA FUSÃO DO GELO GUARAPUAVA 2019 CALOR LATENTE DE FUSÃO Introdução O calor está associado a transferência de energia térmica de um corpo a outro, ou seja, é a energia térmica que um corpo com maior temperatura passa para um corpo com menor temperatura, até que haja um equilíbrio térmico, e os dois estejam com uma mesma temperatura. Na natureza, as substâncias podem ser encontradas em diversos estados físicos; a água, por exemplo, pode ser encontrada de forma sólida, líquida ou gasosa, dependendo de como as moléculas estão organizadas. No experimento em questão estamos estudando o calor latente, que é quando a quantidade de calor fornecida não altera a temperatura da substância apenas a muda de fase. Nesse caso estudamos a mudança do estado sólido para o estado líquido da água, a fusão do gelo. Objetivo Determinar o calor latente de fusão do gelo, e observar a mudança de temperatura e de estado. Referencial Teórico Warren define calor como sendo a energia transmitida unicamente por meio de diferença de temperatura. Podemos nomear dois tipos de calor, primeiro o calor sensível, que é o que está relacionado com a mudança de temperatura do corpo. E o calor latente, que também pode ser chamado de calor de transformação, está relacionado com a mudança de estado físico da substância, ou seja, a substância permanece com a mesma temperatura mas se apresenta de forma diferente. Podemos citar como exemplo, a água, quando está passando do estado líquido e está se tornando vapor, ela está com a mesma temperatura, apenas seu estado está se modificando. Essa troca de calor ocorre porque o calor é um tipo de energia que transmite entre corpos, caso que acontece até que haja o equilíbrio térmico, ou seja, quando dois corpos que possuem diferentes temperaturas são colocados juntos, um perde calor para o outro até que ambos possuam a mesma temperatura. Materiais 1 - Balança de precisão. Figura 1 - Balança. Fonte o autor. 2 - Trocador de calor. 3 - Copo de Béquer. Figura 2 - Materiais utilizados. Fonte o autor. 4 - Calorímetro de água com duplo vaso. 5 - Proveta de 100 ml. 6 - Termômetro. Figura 3 - Materiais utilizados. Fonte o autor. 7 - Água em seu estado sólido e líquido. Procedimento 1° Colocamos 100 ml de água no copo de béquer; 2° Colocamos o copo de béquer para aquecer no trocador; 3º Quando a água atingiu seu estado de ebulição, colocamos a mesma no calorímetro e tampamos; 4° Após a água atingir o equilíbrio térmico, medimos a sua temperatura com o termômetro; 5° Pesamos o cubo de gelo, e o colocamos no calorímetro e o tampamos; 6° Após atingir o equilíbrio térmico, medimos a temperatura final. Esse procedimento foi realizado duas vezes, para melhor entendimento do processo e maior clareza de dados. Resultados Conforme experimento realizado, obtivemos os seguintes resultados: - Massa da água em estado líquido antes de ser aquecida (m1): 100g - Massa da água em estado sólido (m2): 21,12g - Temperatura da água após atingir equilíbrio térmico (Ti): 70°C - Temperatura da água após a adição do gelo (Tf): 44°C Sabendo da relação de troca de calor, para determinar o calor latente, utilizamos da fórmula 1. Sendo c1 : calor específico da água; me : a massa específica da água; Lf : o calor latente; - m1 . c1. (Tf – Ti) – me . (Tf – Ti) = m2 . Lf + m2 . c1 (Tf – 0°C) (Fórmula 1) Colocando os dados obtidos na fórmula: - 100 . 1. (44 - 70) - 20 . 1 (44 - 70) = 21,12 . Lf + 21,12 . (44 - 0) -100 . (- 26) - 20 . (-26) = (21,12 . Lf) + 21,12 . 44 2600 + 520 = (21,12 . Lf) + 929,18 3120 - 929,18 = 21,12 . Lf Lf = 3120 / 21,12 Lf = 103,72 Obtemos então que o calor latente é 103,72 cal/g Conclusão Com o experimento realizado, podemos ver claramente as trocas de calor, podendo agora diferenciar na prática o calor latente do sensível. O calor latente da água é de 80 cal/g, o obtido com nossa experiência foi de 103,72 cal/g. Obtivemos um valor aproximado, que não é o ideal, mas é um bom resultado, essa diferença pode ser atribuída a massa do gelo e também pela falta de técnica dos alunos. Referências Mundo Educação. Trocas de calor. Disponível em <mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/trocas-calor.htm> Acesso em: 19 de Março de 2019. Brasil Escola. O que é calor?. Disponível em <brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-calor.htm> Acesso em: 19 de Março de 2019.
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