TRABALHO - CALORIMETRIA

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Curso: Engenharia Civil 
Disciplina: Física Teórica Experimental Fluidos – Calor – Oscilações 
Professor: Pedro Henrique de França Silva 
Aluno: Davi Abel dos Santos 
Matrícula: 202004129481 Turma: 3001 
Data: 11/06/2021 
 
TRABALHO DE PESQUISA 
LABORATÓRIO VIRTUAL 
 
“CALORIMETRIA” 
 
Introdução Teórica: 
 
 A termodinâmica é o es tudo da temperatura, do calor e das trocas de energia entre 
corpos. Dois corpos colocados em um recipiente isolado formam um sistema isolado, e 
se estiverem em temperaturas distintas, podem ocorrer trocas de energia. 
Diz-se que estão em contato térmico os corpos que podem trocar energia uns com os 
outros dessa maneira. Eventualmente, a temperatura de ambos irá se igualar, um cede 
calor e o outro o recebe. O equilíbrio térmico é a situação na qual dois corpos em 
contato térmico a tingem a mesma temperatura deixando assim, de ter qualquer troca 
de energia. 
 Dessa forma, com a adição de um terceiro corpo a o sistema, é enunciada a Lei Zero 
da Termodinâmica: Se dois corpos estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro 
corpo, o primeiro corpo estará em equilíbrio térmico com o segundo. Tal conclusão 
permite afirmar que corpos em equilíbrio térmico possuem a mesma temperatura. O 
calor é um mecanismo pelo qual a energia é transferida entre um sistema e seu 
ambiente devido à diferença de temperatura entre eles. É também a quantidade de 
energia Q transferida por esse mecanismo. 
 
 A quantidade de energia térmica Q necessária para elevar a temperatura de uma 
substância é proporcional à variação de temperatura e à massa da substância: 
 
 
 
 Onde C é a capacidade térmica da substância (possui unidade em cal/°C), que se 
define com a energia térmica necessária para elevar em 1 grau a temperatura de uma 
dada substância, m é a massa da substância e é a variação de temperatura 
. Isolando a capacidade térmica temos: 
 
 O calor específico c é a capacidade térmica por unidade de massa: 
 
 
 As unidades usuais do calor específico são J/kg K e cal/g°C. 
 A calorimetria significa a “medida de calor” que ocorre durante a transferência de 
energia entre os corpos. O princípio básico é simples: quando ocorre troca de calor 
entre dois corpos isolados do meio ambiente, o calor perdido por um dos corpos deve 
ser igual ao calor ganho pelo outro corpo. Os recipientes que são capazes de isolar 
termicamente o sistema do meio ambiente são os calorímetros. 
 
 O calor é uma energia que transita, portanto, este princípio nada mais é do que uma 
consequência do princípio da conservação de energia. Considera - se como positivo 
todo calor que entra no corpo, e como negativo o calor que sai do corpo. Quando ocorre 
interação entre diversos corpos, a soma algébrica das quantidades de calor transferidas 
entre todos os corpos deve ser igual a zero. 
 
 
 
 
 Existem dois tipos de calorímetro: o ideal e o real. O calorímetro ideal é aquele que 
não permite qualquer perda de energia térmica para o meio ambiente, e seu conteúdo 
pode ser considerado com o um sistema isolado termicamente. Já um calorímetro real 
permite transferência de calor entre o sistema (calorímetro) e a vizinhança. 
 
Objetivo: 
 
 O objetivo geral do experimento foi o estudo da calorimetria. Como objetivos 
específicos, determinar a capacidade térmica do calorímetro e o calor específico do 
material a ser descoberto. 
 
 
MATERIAIS NECESSÁRIOS: 
• Béquer; 
• Termômetro; 
• Calorímetro; 
• Pisseta; 
• Água; 
• Óleo; 
• Garrafa térmica; 
• Bico de Bunsen; 
• Aparato para aquecimento 
 
 
 
 
PROCEDIMENTOS: 
 
PARTE I – DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA DE UMA CALORÍMETRO 
1. SEGURANÇA DO EXPERIMENTO 
Coloque os equipamentos de proteção individual localizados no “Armário de EPIs”. 
 
2. TARANDO A BALANÇA 
Posicione o béquer sobre a balança, ligue-a e utiliza a função “TARA” para desconsiderar a 
massa do béquer, durante a realização do experimento. 
 
3. ADICIONANDO ÁGUA NO BÉQUER 
Transfira, da pisseta para o béquer, 100 mL da água. 
 
4. MEDINDO A MASSA DA ÁGUA 
Posicione o béquer, já com água, sobre a balança e meça a massa da água. 
Anote o valor observado. 
 
5. AJUSTANDO O AQUECIMENTO 
Posicione o béquer no sistema de aquecimento e ligue a chama do bico de Bunsen. Se possível, 
acelere a troca térmica. 
 
6. MEDINDO A TEMPERATURA DE AQUECIMENTO 
Utilize o termômetro para medir a temperatura da água em aquecimento. 
Aguarde a água aquecer até aproximadamente 80° C e então desligue o sistema de 
aquecimento. 
Retire o béquer do sistema de aquecimento e posicione-o sobre a mesa. 
 
7. MEDINDO A TEMPERATURA INICIAL DO CALORÍMETRO 
Meça a temperatura inicial do calorímetro, utilizando o termômetro. Anote essa temperatura. 
 
8. ADICIONANDO ÁGUA AQUECIDA AO CALORÍMETRO 
Despeje a água aquecida, contida no béquer, sobre o calorímetro e agite-o, para acelerar a troca 
térmica. 
 
9. MEDINDO A TEMPERATURA DO CALORÍMETRO 
Espera a temperatura do calorímetro estabilizar e meça, novamente, a sua temperatura, 
utilizando o termômetro. Anote o valor encontrado. 
 
10. DESMONTANDO O EXPERIMENTO 
Descarte o conteúdo do calorímetro e desligue o termômetro. 
 
11. ANALISANDO OS RESULTADOS 
Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que foi 
observado no experimento. 
 
 
 
5. MEDINDO A TEMPERATIRA INICIAL DO CALORÍMETRO 
Meça a temperatura inicial do calorímetro, utilizando o termômetro. Anote essa temperatura. 
 
6. ADICIONANDO ÓLEO AQUECIDO AO CALORÍMETRO 
Despeje o óleo aquecido, contido no béquer, sobre o calorímetro e agite-o, para acelerar a troca 
térmica. 
 
7. MEDINDO A TEMPERATURA DO CALORÍMETRO 
Espera a temperatura do calorímetro estabilizar e meça, novamente, a sua temperatura, 
utilizando o termômetro. Anote o valor encontrado. 
 
8. DESMONTANDO O EXPERIMENTO 
Descarte o conteúdo do calorímetro e desligue o termômetro. 
 
9. ANALISANDO OS RESULTADOS 
Siga para a seção “Avaliação de Resultados”, neste roteiro, e responda de acordo com o que foi 
observado no experimento. 
 
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
 
PARTE I – DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA DE UMA CALORÍMETRO 
 
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.(Ti - Tf) = C.(Tf - TC) 
C = m1.c.(Ti - Tf) 
(Tf - TC) 
 
Onde: 
C = capacidade térmica do calorímetro = ? 
m1 = massa de água = 92,90 g 
c = calor específico da água (1cal/g °C) = 1 Cal/g ˚C 
T1= temperatura da água quente = 80,0 ˚C 
Tf = temperatura final de equilíbrio sistema = 73,3 ˚C 
TC = temperatura no interior do calorímetro = 25,2 ˚C 
 
 
1. Com os dados obtidos, calcule a capacidade térmica do calorímetro. 
 
Resposta: 
 
 
 
PARTE II – DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE LÍQUIDOS 
 
1. ADICIONANDO ÓLEO NO BÉQUER 
Transfira, da pisseta para o béquer, 100 mL de óleo. 
 
2. MEDINDO A MASSA DO ÓLEO 
Coloque o béquer, já com o óleo, sobre a balança e realize a pesagem. Anote a massa 
encontrada. 
 
3. AJUSTANDO O AQUECIMENTO 
Posicione o béquer no sistema de aquecimento e ligue a chama do bico de Bunsen. Se possível, 
acelere a troca térmica. 
 
4. MEDINDO A TEMPERATURA DE AQUECIMENTO 
Utilize o termômetro para medir a temperatura do óleo em aquecimento. Aguarde o óleo 
aquecer até aproximadamente 80° C e então desligue o sistema de aquecimento. 
Retire o béquer do sistema de aquecimento e posicione-o sobre a mesa. 
 
 
PARTE II – DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE LÍQUIDOS 
 
A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da conservação de 
energia: 
 
QCEDIDO = QRECEBIDO 
QCEDIDO PELO ÓLEO QUENTE = QABSORVIDO PELO CALORÍMETRO 
 
m1c.(Ti - Tf) = C.(Tf - TC) 
c = C.(Tf - TC) 
m1.(Ti – Tf) 
 
Onde: 
C = capacidade térmica do calorímetro = ? 
m1 = massa de água = 86,40 g 
c = calor específico da água (1cal/g °C) = 0,45 Cal/g ˚C 
T1= temperatura da água quente = 80,0 ˚CTf = temperatura final de equilíbrio sistema = 64,8 ˚C 
TC = temperatura no interior do calorímetro = 25,2 ˚C 
 
1. 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: 
 
Resposta: