relatorio calor específico

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS – REGIONAL CATALÃO
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Curso de Graduação em Engenharia Produção e Engenharia de Minas
Laboratório de Física 2
CALOR ESPECÍFICO
Dara Vasconcelos de Oliveira
Giselly Stefhany Ferreira Jardim
Lara Lucchese Silveira
Vinicius Silva Lemos Bernardes
Turma H
Prof. Dr. Denis Rezende de Jesus
Catalão
04/06/2019
INTRODUÇÃO
Define-se calorímetro como um equipamento isolado termicamente do meio externo utilizado no estudo da transferência de energia térmica entre dois ou mais corpos até que o equilíbrio térmico seja atingido. Essa troca de energia entre os corpos é definida como calor. 
A quantidade de calor envolvida com a variação da temperatura de um corpo recebe o nome de calor sensível e pode ser descrita por meio da equação: 
 (1)
Onde m é a massa dos corpos envolvidos, (tf - to) a variação da temperatura e c o calor específico, ou seja, a quantidade de calor necessária para causar, em cada grama de uma determinada substância, uma variação de 1oC na temperatura. O calor (Q) é positivo quando um corpo absorve energia térmica e é negativo quando um corpo cede energia térmica (Halliday, 2002).
A capacidade térmica (C) de um corpo é a constante de proporcionalidade entre o calor (Q) recebido ou cedido e a variação da temperatura (Halliday), esta é dada pela equação: 
 (2)
Sabendo que o calor cedido pela água quente é igual ao calor recebido pelo sistema calorímetro e a água contida nele, pode-se determinar a capacidade térmica do calorímetro com base na seguinte equação:
 
 (3)
Sendo c o calor específico da água, T a temperatura que pode estar relacionada a água pré-aquecida, ambiente, em equilíbrio que é quando o calorímetro atinge temperatura estável com o líquido presente em seu interior ou T0 que é a temperatura estável do calorímetro e da água em temperatura ambiente. A equação (4) abaixo mostra como calcular o calor específico de um corpo inserido no calorímetro:
 (4)
Na tabela abaixo, é apresentado alguns valores de calor específico de algumas substâncias:
Tabela 1 – Valores de calor específico de algumas substâncias.
	Substância
	Calor Específico
(Cal/g.ºC)
	Aço
	0,116
	Água
	1,00
	Alumínio
	0,215
	Cobre
	0,0923
	Ferro
	0,11
Fonte: SóFisica
OBJETIVO
O objetivo deste relatório é determinar o valor da capacidade térmica de um calorímetro e o calor específico de um metal.
MATERIAIS
● Água;
● Balança;
● Calorímetro completo;
● Peça metálica;
● Sistema de aquecimento;
● Termômetro.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
	4.1 DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA DO CALORÍMETRO 
Medir a massa do calorímetro vazio e seco; 
Atribuir ao calorímetro uma determinada massa de água; 
Aguardar o equilíbrio térmico entre o sistema calorímetro e a água, evidenciando a temperatura o qual a água entrou em equilíbrio;
 Adicionar a massa de água aquecida anteriormente; 
Agitar levemente até obter uma temperatura de equilíbrio; 
Determinar a capacidade térmica do calorímetro (Ccalorímetro), (OBS: atribui-se calor especifico igual tanto para água fria, como para água quente), de acordo com a equação 3.
4.2 DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE UM METAL 
Colocar a peça de metal em água fervente até entrar em equilíbrio térmico com a água fervente; 
Colocar água à temperatura ambiente, no copo do calorímetro, cerca de (200 ml);
Determinar a massa da água e a temperatura inicial;
 Retirar a peça de metal de dentro da água fervente e colocá-la, rapidamente, dentro do calorímetro, fechando-o para evitar troca de calor com o ambiente, agitando lentamente até que a temperatura de equilíbrio seja atingida;
 Determinar o calor específico do metal, de acordo com a equação 4;
RESULTADOS E DISCUSSÕES
PARTE 1
Na tabela a seguir estão apresentados os resultados obtidos da massa do calorímetro e termômetro, temperatura da água a temperatura ambiente e da água previamente aquecida, além da temperatura do sistema quando se obteve o equilíbrio térmico. Como a densidade da água é 1g/mL, o volume utilizado corresponde ao valor de sua massa, ou seja, 200 mL equivale a 102,4 g de água.
Tabela 2 – Dados obtidos a partir na parte 1 do experimento.
	Máguaquente
	104,6 g
	To
	24 ºC
	Táguaquente
	90 ºC
	Tequilíbrio
	51 ºC
Fonte: Produção Própria
A partir desses dados e considerando a equação (3), calculou-se a capacidade térmica do calorímetro obtendo-se o seguinte resultado:
 (5)
5.2 PARTE 2
Na tabela a seguir estão apresentados os dados obtidos durante a segunda parte do experimento, sendo estes: a massa do corpo metálico, a temperatura inicial da peça de metal (TCorpo), temperatura da água à temperatura ambiente (Tágua) e a temperatura de equilíbrio (Tequilíbrio). Assim como na parte 1, a massa da água utilizada em sua devida temperatura é 142,7 g.
Tabela 3 – Dados obtidos a partir na parte 2 do experimento.
	Mcorpo
	87,8 g
	TCorpo
	90 ºC
	Tágua
	23 ºC
	Tequilíbrio
	29 ºC
Fonte: Produção Própria.
Com a obtenção dos resultados e utilizando a equação (4), calculou-se o calor específico do metal presente no calorímetro, gerando o seguinte valor:
 (6)
0,213 cal/g.ºC 
Analisando o desenvolvimento da prática, percebe-se que a água quente transfere calor para a água em temperatura ambiente até que atinjam um equilíbrio térmico, sendo isolado pelo calorímetro. O mesmo acontece quando um corpo metálico em alta temperatura entra em contato com água em menor temperatura, condicionada em um calorímetro, o corpo metálico transfere calor para a água até que consigam o equilíbrio térmico. Com os resultados, pôde-se verificar que o metal utilizado no experimento é alumínio, pois comparado com seu calor específico contido na tabela 1 observa-se que é um valor muito próximo, com variação de 0,93%.
CONCLUSÃO
O experimento realizado permitiu observar a troca de calor entre os corpos e o sistema calorímetro até que o equilíbrio térmico fosse atingido. Com os dados obtidos, foi possível determinar a capacidade térmica do calorímetro e calcular o calor específico do metal presente no calorímetro durante a segunda parte do experimento. Assim pôde-se realizar uma comparação entre o valor obtido experimentalmente e os valores teóricos tabelados para o calor específico de algumas substâncias e afirmar que o material utilizado foi o alumínio. Além disso, foi possível obter maiores conhecimentos em relação ao manuseio dos instrumentos do laboratório e ao trabalho com medições. Dessa forma, conclui-se que o experimento atingiu os objetivos estabelecidos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert. Fundamentos de física: Volume 2. (Tradução). 8.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. p. 190 - 191.
SÓ FÍSICA. Calorimetria. Disponível em: <https://goo.gl/6ZhSya>. Acesso em: 03 de Ago. 2017.
SÓ FÍSICA. Trocas de Calor. Disponível em: <https://goo.gl/WZ2ipw>. Acesso em: 03 de Ago. 2017.
SÓ FÍSICA. Capacidade Térmica. Disponível em: <https://goo.gl/U5wWtD>. Acesso em: 04 de Ago. 2017.