Calorimetria - Fisica II

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
 
 
 
 
 
CURSO ENGENHARIA CIVIL 
Campus Tom Jobim – Barra 
 
FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL II 
Professor: Miguel Jorge Augusto Ramos 
 
 
EXPERIMENTO – CALORIMETRIA 
RELATÓRIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nome: Marcos Silvestre dos Santos da Silva 
Matricula: 201903459559 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Junho 2020 
 
 
 
 
 
INDICE 
 
1. Objetivo 
2. Material 
3. Pré-teste 
4. Experimento 
5. Pós-teste 
6. Referências bibliográficas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Objetivo 
“Este experimento trata de fenômenos decorrentes da troca de energia térmica 
entre corpos. 
Durante os experimentos, deve-se: 
1: Determinar a capacidade térmica de um calorímetro. 
2: Utilizar este dado para determinar o calor específico de diversas substâncias 
3: Fazer a montagem e ajustes dos equipamentos e instrumentos necessários 
para a realização do experimento 
Ao final deste experimento, deve-se: 
A: Descrever os fenômenos causados pelo aquecimento de um corpo de prova 
ou substância. 
B: Ilustrar como ocorre o equilíbrio térmico entre substâncias sólidas e líquidas. 
C: Determinar a capacidade térmica de um calorímetro. 
D: Determinar o calor específico de uma substância” 
 
2. Material 
✓ Termômetro: É utilizado para medir as temperaturas de aquecimento da 
água, corpo de prova, além da temperatura do calorímetro. 
✓ Garrafa térmica: Armazena água aquecida a 80°C. 
✓ Calorímetro: Sistema isolado, onde a troca térmica ocorre apenas entre os 
corpos que estão em seu interior, não trocando calor com o ambiente. 
✓ Sistema de aquecimento: Fornece calor para aquecer a água que será 
utilizada no experimento. 
✓ Béquer: Recipiente utilizado junto a balança para conferir o peso do líquido e 
ao sistema de aquecimento de água para aquecê-la a 80°C. 
✓ Pisseta: Recipiente contendo água e óleo para serem inseridos no béquer. 
✓ Balança: Utilizada para medira a massa dos fluídos. 
 
3. Pré-Teste 
1)Sobre a equação fundamental da calorimetria é correto afirmar que: 
R: O calor trocado por um corpo depende de sua massa e calor específico; 
2)Considerando dois líquidos ‘a’ e ‘b’ de mesma massa e temperatura inicial, 
sendo o calor específico de ‘a’ duas vezes o calor específico de ‘b’, colocados 
em um sistema que lhes transfira igual quantidade de calor, o que acontece 
com a variação de temperatura dos fluidos? 
R: O liquido ‘b’ sofre uma maior variação de temperatura; 
3)Qual a unidade de medida que é utilizada para mensurar o calor específico 
dos materiais no SI: 
R: KJ/Kg°C. 
4)Se um fluido ‘F1’ possui calor específico C1, e o fluido ‘F2’ possui o calor 
específico 2C1 (O dobro de F1), ambos tendo a mesma massa e sofrendo a 
mesma variação de temperatura. Qual dos dois fluidos requer mais calor para 
gerar a mesma mudança em sua temperatura? 
R: ‘F2’. 
5)Você coloca diversos cubos de gelo em um copo com água a 26 °C. O que é 
correto afirmar com relação a troca térmica entre o gelo e a água? 
R: A água transfere calor para o gelo. 
4. Experimento 
PARTE I: Determinação da capacidade térmica de um calorímetro: 
1: Selecione os EPI’s: será necessário o uso do jaleco e dos óculos de 
proteção 
2: Zerando a balança para o peso do béquer: 
A: Posicionar béquer na balança 
B: Deve-se “TARAR” a balança 
C: Retornar o béquer para a bancada. 
3: Adicione água no béquer: 100ml de água 
4: Medir a massa da água colocada no béquer, na balança. 
5: Ajustando o aquecimento: 
A: Posicionar o béquer, com a água, no sistema de aquecimento. 
B: Ligar sistema de aquecimento 
C: Ajustar a velocidade de aquecimento do fluído contido no béquer 
6: Medindo temperatura de aquecimento: 
A: Usar o termômetro para medir o fluído no béquer 
B: Aquecer até aproximadamente 80° C e então desligue o sistema de 
aquecimento 
C: Retirar o béquer do sistema de aquecimento 
7: Medir a temperatura inicial do calorímetro 
8: Adicionando água aquecida ao calorímetro 
A: Inserir a água aquecida contida no béquer ao calorímetro 
B: “Agitar conteúdo” visando acelerar a troca térmica entre o calorímetro e a 
água aquecida. 
9: Medir a temperatura no calorímetro e aguardar a temperatura estabilizar e 
anote seu valor. 
10: Desmonte o experimento 
11: Determinar capacidade térmica do calorímetro: 
A: A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio 
da 
Conservação de energia: 
QCEDIDO = QRECEBIDO 
Qcedido pela água quente = Qabsorvido pelo calorímetro 
m1c (T1 - Tf) = C (Tf - TC) 
C = m1c (T1 - Tf) / (Tf - TC) 
C = capacidade térmica do calorímetro; 
m1 = massa de água; 
c = calor específico da água (1cal/g °C); 
T1= temperatura da água quente; 
Tf = temperatura final de equilíbrio sistema; 
TC = temperatura no interior do calorímetro 
 
B: Com os dados obtidos, determine a capacidade térmica do calorímetro: 
C = ? 
m1 = 100,8g 
T1 = 82,1 °C 
Tf = 75 °C 
Tc = 25,3 
C = 1Cal/g°C (4,186/g°C) 
 
C= m1c (T1 - Tf) / (Tf - TC) 
C=100,8.1 (81,1 – 75) / (75 – 25,3) 
C=100,8 (6,1)/(49,7) 
C=100,8 . 0,12 
C= 12,4 Cal/g°C 
 
C= 51,90 KJ/Kg°C 
 
PARTE II: Determinação do calor específico de líquidos: 
12: Adicione óleo no béquer: 100ml de óleo 
13: Medir a massa do óleo colocado no béquer, na balança. 
14: Ajustando o aquecimento: 
A: Posicionar o béquer, com o óleo, no sistema de aquecimento. 
B: Ligar sistema de aquecimento 
15: Medindo temperatura de aquecimento: 
A: Usar o termômetro para medir o fluído no béquer 
B: Aquecer até aproximadamente 80° C e então desligue o sistema de 
aquecimento 
C: Retirar o béquer do sistema de aquecimento 
16: Medir a temperatura inicial do calorímetro 
17: Adicionando o óleo aquecido ao calorímetro 
A: Inserir o óleo aquecido contida no béquer ao calorímetro 
B: “Agitar conteúdo” visando acelerar a troca térmica entre o calorímetro e a 
água aquecida. 
18: Medir a temperatura no calorímetro e aguardar a temperatura estabilizar e 
anote seu valor. 
19: Desmonte o experimento 
11: Determinar calor específico do óleo: 
A: A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio 
da conservação de energia: 
QCEDIDO = QRECEBIDO 
Qcedido pela água quente = Qabsorvido pelo calorímetro 
m1c (T1 - Tf) = C (Tf - TC) 
c = C (Tf - TC) / m1 (T1 – Tf) 
Onde: 
C = capacidade térmica do calorímetro; 
m1 = massa de óleo; 
c = calor específico do óleo; 
T1= temperatura do óleo quente; 
Tf = temperatura final de equilíbrio sistema; 
TC = temperatura no interior do calorímetro 
B: Com os dados obtidos, calcule o calor específico do óleo. Compare o valor 
obtido com valores de calor específico de óleos vegetais encontrados na 
internet. Justifique eventuais diferenças. 
C = 12,4cal/°C 
m1 = 97,3g 
T1 = 85,2 °C 
Tf = 70,2 °C 
Tc = 25,3 
C = 1Cal/g°C (4,186/g°C) 
 
C= m1c (T1 - Tf) / (Tf - TC) 
12,4 = 97,3.c (85,2 – 70,2)/(70,2-25,3) 
12,4 = 97,3c (15)/(44,9) 
32,5c =12,4 
C = 0,38 Cal/g°C 
 
C=1,59 KJ/Kg°C 
 
5. Pós-teste 
1)Considerando uma situação em que óleo e água são aquecidos até uma 
temperatura de 100 graus utilizando-se uma mesma fonte de calor, qual dos 
dois fluidos chegará a essa temperatura primeiro? 
R: O Óleo, porque tem um calor específico menor que o da água; 
2)Qual a forma correta de acelerar a estabilização da temperatura do fluído 
inserido no calorímetro? 
R: Agitar o fluido dentro do calorímetro; 
3)Quanto maior o calor específico: 
R: Maior a quantidade de energia para se aquecer uma substância; 
4)Ao se inserir água aquecida no calorímetro, o que a estabilização da 
temperatura representa? 
R: O sistema entrou em equilíbrio. 
5)Qual o valor do calor específico do óleo que você utilizou no experimento? 
R:1,67 KJ/Kg°C 
6. Bibliografia 
� https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/17/5ee2270a8c39a.html 
� http://ppgcta.propesp.ufpa.br/ARQUIVOS/dissertacoes/2008/Licia%20Ar
aujo.pdf 
� Anotações e informações obtidas em aula on-line