Relatorio Calor específico do aluminio e latente do gelo

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Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
Engenharia de Computação 
 
 
 
 
Calor Específico do Alumínio e Calor Latente de Fusão do Gelo 
 
 
 
 
Alunos: 
Daniel Augusto – 201319 
Gustavo Dias – 2052229 
João Marcos – 2100452 
Leonardo Kakoi – 2052814 
Samuel Porto – 2100525 
 
Turma: C22 
 
 
 
 
11/04/2019 
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7,0
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1. OBJETIVO: 
 Os experimentos tem como objetivo calcular e analisar o calor específico do 
alumínio e o calor latente de fusão do gelo. 
 
2. EXPERIMENTO (MATERIAIS E MÉTODOS): 
 Nesta prática foram utilizados um calorímetro CIDEPE, água, uma fonte 
térmica, termômetro, blocos de alumínio, Gelo, balança eletrônica, um 
reservatório de alumínio. 
 Para o experimento do calor específico foram realizados os seguintes 
procedimentos: 
 
1º) Mediu-se a massa do recipiente de alumínio (mR); 
2º) Mediu-se a massa dos blocos de alumínio (mB); 
3º) Adicionaram-se 200 ml de água no recipiente de alumínio (mAQ); 
4º) Adicionou-se o bloco de alumínio no recipiente contendo a água; 
5º) Colocou-se esse recipiente sobre a fonte de calor. (Para não se queimar, foi 
fixada a pinça no recipiente para retirá-lo, posteriormente); 
6º) Ligou-se a fonte e esperou-se até que o conjunto iniciasse à fervura. (Não foi 
fervida a água); 
7º) Desligou-se a fonte e, com o auxílio da pinça, levou-se o conjunto até a cuba 
de vidro, onde mediu-se a temperatura (TQ); 
8º) Adicionaram-se 200 ml de água fria (mAF); 
9º) Mediu-se a temperatura da água fria (TAF); 
10º) Adicionou-se a água fria ao conjunto que está no calorímetro; 
11º) Mediu-se a temperatura de equilíbrio (TE); 
12º) Anotaram-se os dados coletados. 
 
Já no experimento do calor latente de fusão, o procedimento foi o seguinte: 
 
1º) Mediu-se a massa do recipiente de alumínio (mR); 
2º) Adicionou-se aproximadamente 300 ml de água da torneira no interior do 
recipiente de alumínio e mediu-se a massa do conjunto (mR + mA); 
3º) Aqueceu-se o conjunto até aproximadamente 80 °C, e colocou-se no interior 
do calorímetro; 
4º) Mediu-se a temperatura do conjunto (TQ); 
5º) Mediu-se a massa de um copinho com gelo (mC + mG). (Processo feito de 
forma rápida, para que o gelo não derretesse e o experimento não fosse 
prejudicado); 
6º) Despejou-se o gelo no interior do recipiente de alumínio que se encontrava 
dentro do calorímetro; 
7º) Tampou-se o calorímetro e agitou-se suavemente até que todo gelo estivesse 
fundido; 
8º) Mediu-se a massa do copinho (mC); 
9º) Mediu-se a temperatura de equilíbrio (TE); 
10º) Anotaram-se todos os dados coletados. 
 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: 
 No primeiro experimento, procedendo como indicado, podemos 
desconsiderar as perdas de calor do conjunto constituído pelo recipiente de 
alumínio, blocos de alumínio, água quente e água fria. Se admitirmos essa 
hipótese, poderemos utilizar um outro postulado: calor é uma forma de energia, 
por isto não pode ser destruída. Essas condições nos levam à um resultado 
matemático: a quantidade de calor perdida pelos corpos de maior temperatura 
(recipiente, blocos e água quente) é igual, em módulo, à quantidade de calor 
recebida pelos corpos de menor temperatura (água fria). 
 Admitindo também que a quantidade de calor trocada por um sistema de 
massa m e calor específico c que sofreu a variação de temperatura ∆T = T − T0 
seja: 
Q = mcT (1) 
iQi = 0 (2) 
 
 Lembrando que: Quando o sistema perder calor, ∆T será negativo; e quando 
receber calor será positivo. 
 Já do segundo experimento, podendo considerar que o calor seja uma forma 
de energia, e considerando que a troca de calor entre o calorímetro e o meio 
externo seja desprezível, podemos assumir que, para o sistema constituído pelo 
gelo, pela água e pelo recipiente de alumínio: 
 Quantidade de calor recebida = |Quantidade de calor cedida|, sendo que o 
módulo na equação acima foi posto porque a “Quantidade de calor cedida” é 
negativa. 
 Sem o módulo teremos: 
Quantidade de calor recebida + Quantidade de calor cedida = 0 (3) 
 O gráfico abaixo apresenta o comportamento qualitativo da temperatura do 
gelo, da água e do recipiente de alumínio. Neste gráfico merece atenção especial 
a fusão do gelo e o aquecimento da água gelada proveniente da fusão do gelo. 
 
 
Figura 1 - Gráfico das variações das temperaturas ao decorrer do tempo. 
 
A equação (03) e o gráfico da figura 1 leva para a seguinte equação: 
 �1+ �2 + �3+ �4= 0 (4), onde: �1= ࢓G. L (5) �2= ࢓�. ��. (�E - 0) (6) �3= ࢓�࢒. ��࢒. (�E – �Q) (7) �4= ࢓A. �A. (�E – �Q) (8), reunindo, ao final à: 
L = - �E - (࢓�࢒. ��࢒ + ࢓A). (�E− �Q) / ࢓G (9) 
 
4. DADOS E RESULTADOS OBTIDOS: 
4.1. Experimento 1: 
4.1.1. Dados obtidos: 
Tabela 1: Massas dos recipientes. 
Recipientes m (g) 
1 84,2g 
2 82,4g 
 
Tabela 2: Massa da água e do bloco de alumínio. 
Material Massa (g) 
Água Quente (AQ) 201,7g 
Água Fria (AF) 196,6g 
Bloco de Alumínio 49,1g 
 
Tabela 3: Temperatura da água, do bloco e de equilíbrio. 
Material Temperatura (⁰C) 
Água Fria (Af) 10 ⁰C 
Água Quente (Aq) 79 ⁰C 
Bloco de Alumínio 79 ⁰C 
Temperatura de Equilíbrio 49 ⁰C 
 
Tabela 4: Erro. 
Material Erro (g) 
Balança 0,1g 
 
4.1.2. Cálculos: 
Lembrando que o sistema é adiabático, ou seja: 
∑Q = �1+ �2 + �3 + �4 = 0, então: 
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Alg. sig.
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1⁰) Q1 = Maq.cágua.∆T; 
2⁰) Q2 = Mrecipiente1.calumínio.∆T; 
3⁰) Q3 = Mbloco.calumínio.∆T; 
4⁰) Q4 = Maf.cágua.∆T; 
Portanto, adicionando os dados obtidos anteriormente temos: 
1⁰) Q1 = ʹͲͳ,͹.ͳ. ሺͶͻ − ͹ͻሻ; 
2⁰) Q2 = ͺͶ,ʹ. �. ሺͶͻ − ͹ͻሻ; 
3⁰) Q3 = Ͷͻ,ͳ. �. ሺͶͻ − ͹ͻሻ; 
4⁰) Q4 = ͳͻ͸,ͺ.ͳ. ሺͶͻ − ͳͲሻ; 
 Logo em seguida, realizar a somatória:
 
∑Q = ʹͲͳ,͹. ሺ−͵Ͳሻ + ͺͶ,ʹ. �. ሺ−͵Ͳሻ + Ͷͻ,ͳ. �. ሺ−͵Ͳሻ + ͳͻ͸,ͺ. ሺ͵ͻሻ = Ͳ, obtendo 
assim o resultado do calor específico do alumínio: 
calumínio = Ͳ,Ͷͳ ����.⁰�. 
 
4.2. Experimento 2: 
4.2.1. Dados obtidos: 
Tabela 5: Massas dos recipientes de alumínio. 
Recipientes m (g) 
1 84,2g 
2 82,4g 
 
Tabela 6: Massa da água quente e do gelo. 
Material Massa (g) 
Água Quente (Aq) 203g 
Gelo 39,6g 
 
 
 
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Tabela 7: Temperatura da água quente, do gelo e de equilíbrio. 
Material Temperatura (⁰C) 
Água Quente (Aq) 79 ⁰C 
Gelo 0 ⁰C 
Temperatura de Equilíbrio 55 ⁰C 
 
Tabela 8: Erro. 
Material Erro (g) 
Balança 0,1g 
 
4.2.2. Cálculos: 
Lembrando que o sistema é adiabático, ou seja: 
∑Q = �1+ �2 + �3 + �4 = 0, então: 
1⁰) Q1 = Mrecipiente2.calumínio.∆T; 
2⁰) Q2 = Mgelo.Lgelo; 
3⁰) Q3 = Maq.cágua.∆T; 
4⁰) Q4 = Mgelo.cágua.∆T; 
Portanto, adicionando os dados obtidos anteriormente temos: 
1⁰) Q1 = ͺʹ,Ͷ.Ͳ,Ͷͳ. ሺͷͷ − ͹ͻሻ; 
2⁰) Q2 = ͵ͻ,͸. � 
3⁰) Q3 = ʹͲ͵.ͳ. ሺ͹ͷ − ͹ͻሻ; 
4⁰) Q4 = ͵ͻ,͸.ͳ. ሺͷͷ − Ͳሻ; 
 Logo em seguida, realizar a somatória:
 
∑Q = ͺʹ,Ͷ.Ͳ,Ͷͳ. ሺ−ʹͶሻ + ʹͲ͵. ሺ−ʹͶሻ + ͵ͻ,͸. � + ͵ͻ,͸.ͳ. ሺͷͷሻ = Ͳ, obtendo 
assim o resultado do calor latente de fusão do gelo: 
Lgelo = ͺͺ,͵ ���� . 
 
 
5. DISCUSSÃO DE RESULTADOS E CONCLUSÃO: 
5.1. Experimento 1: 
 Com base nos resultados obtidos no experimento do calor específico do 
alumínio (0,41 cal/g°C), pode-se concluir que um erro considerável pode ser 
atribuído ao valor obtido, uma vez que ele se difere do valor da tabela 1 tomada 
como base (0,21 cal/g°C). 
 
Tabela 9: Tabela de calor específico. 
 Tal erro pode ser atribuído a pureza do material e a maneira como ele foi 
produzido, ou a erros humanos na execução. 
5.2. Experimento 2: 
 Já no experimento do calor latentede fusão do gelo, conclui-se que a 
temperatura do sistema se mantém constante até que o gelo se liquidifique por 
completo. O resultado obtido (88,3 cal/g) foi próximo do valor da literatura (79,7 
cal/g), mostrado na tabela 2. 
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Tabela 2: Tabela de calor latente de fusão. 
 A diferença entre os valores pode ser atribuída a erros sistemáticos e 
aleatórios que podem ter ocorrido durante a realização do experimento. 
 
6. REFERENCIAS: 
 
JÚNIOR, Joab Silas Da Silva. "O que é calor específico?"; Brasil Escola. 
Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-calor-
especifico.htm>. Acesso em 24 de abril de 2019. 
UFU, “Calor Latente - Fusão e Solidificação da Naftalina”. 
<http://www.facip.ufu.br/sites/facip.ufu.br/files/Anexos/Bookpage/fe2-11-calor-
latente-fusao-e-solidificacao-da-naftalina.pdf> Acesso em 23 de abril de 2019. 
 
 
 
 
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