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Universidade Federal do Amazonas – UFAM Instituto de Ciências Exatas – ICE Departamento de Química – DQ 1° Relatório de Físico-Química Experimental Manaus – AM 2018 Universidade Federal do Amazonas – UFAM Instituto de Ciências Exatas – ICE Departamento de Química – DQ Alunos: Esthefany Guedes Coitim - 21603744 Evelyn Barreiros Conde de Oliveira - 21553868 Thiago da Silva e Damasceno - 21457308 Valéria Luana Silva Costa - 21454742 Data: 12 / 03 /2018 Professor: Dr. Kelson Mota Determinação do equivalente em água de um calorímetro Manaus – AM 2018 RESUMO A calorimetria é a ciência que estuda o calor. Calor, por sua vez, é uma forma de energia em trânsito, ou seja, é a energia transferida de um corpo com maior temperatura para um corpo de menor temperatura. Calorímetro é um aparelho isolado termicamente do meio ambiente usado para fazer estudos sobre a quantidade de calor trocado entre dois corpos de temperaturas diferentes. É envolvido numa mudança de estado de um sistema, podendo envolver uma mudança de fase, de temperatura, de pressão, de volume ou qualquer propriedade envolvendo trocas de calor. OBJETIVOS Verificar a reprodutibilidade e os erros experimentais. INTRODUÇÃO TEÓRICA Por muitos anos, os cientistas tiveram o calor como sendo uma substância fluida, com peso desprezível e invisível, o qual estava presente no interior dos corpos. Atualmente, tem-se o calor como relacionado à agitação das partículas que compõem os corpos. Os Calorímetros são aparelhos que permitem estudar os processos de transferência de energia térmica e as propriedades térmicas dos materiais. Um calorímetro ideal não permite qualquer perda de energia térmica para o ambiente e o seu conteúdo pode ser considerado como um sistema isolado termicamente. É um sistema fechado que não permite trocas de calor com o ambiente semelhante à garrafa térmica. (RUSSEL, 1994). Uma capacidade calorífica elevada significa que uma determinada da quantidade de calor fluido para o sistema provocará uma pequena elevação da temperatura, enquanto que, se a capacidade calorífica for baixa, a mesma quantidade de calor provocaria uma grande elevação de temperatura (NETZ & ORTEGA, 2002). Torna-se essencial distinguir a capacidade calorífica no interior de um determinado calorímetro, possibilitando assim o cálculo da quantidade de calor que vem a ser absorvido ou liberado durante a reação, segundo Russel (1994) tal conceito fundamenta-se na quantidade de calor essencial para aumentar a temperatura do sistema de 1ºC. A capacidade térmica mede a quantidade de calor necessária para que haja uma variação unitária de temperatura e está relacionada diretamente com a massa do corpo. Unidade de Capacidade Térmica: U (C) = 1 cal / ᵒC Unidade de Capacidade Térmica - Sistema Internacional de Unidades: U (C) = 1 J /ᵒC Notação: C ⇒ Capacidade térmica Q = C.∆T C = Q / ∆T Calor específico: para que haja uma variação unitária de temperatura de uma massa unitária de água é necessário fornecer uma quantidade de calor maior que para uma massa unitária de chumbo sofrer a mesma variação unitária de temperatura. Esta quantidade de calor, que é característica do material, é denominada calor específico. Introduzindo a constante de proporcionalidade c, obtém-se a equação fundamental da calorimetria: Q = m c T c = Q/ m T Unidade de calor específico decorrente da teoria do calórico: U (c) = 1 cal /g ᴼC Unidade de calor específico - Sistema Internacional: U (c) = 1 joule/ (kg 0C) Equilíbrio Térmico: a quantidade de energia térmica transferida da substância de maior temperatura para a de menor temperatura, é associada à quantidade de calor que a substância de menor energia irá receber. Após um certo tempo, a temperatura atinge um valor constante, ou seja, atingiram um equilíbrio térmico, estão com a mesma energia térmica. Na situação de equilíbrio térmico, em um sistema isolado (adiabático), temos que pelo princípio da conservação da energia, a quantidade de calor perdida ou cedida por uma substância de maior energia é igual à quantidade de calor ganha pela substância de menor energia. De uma forma geral, temos, que: Qganho = Qperdido onde a quantidade de calor é dada pela equação fundamental da calorimetria: Q = m c ∆T Determinação da capacidade térmica do calorímetro: para determinar a capacidade térmica do calorímetro, C, será utilizado o método das misturas. Neste método, aquecendo uma quantidade de água a uma temperatura maior que a da água contida no calorímetro que está, por exemplo, à temperatura ambiente, quando elas são misturadas no calorímetro, a água que está a uma temperatura maior irá ceder calor à água e ao calorímetro que estão a uma temperatura menor. Pelo princípio da conservação de energia: Q ganho = Q perdido C(Tf-T1i) + m água1.cágua(Tf-T1i) = m água2.cágua(T2i – Tf). MATERIAIS E REAGENTES Calorímetro composto por frasco de Dewar Termômetro Agitador Provetas de 100 e 250 Ml PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Determinação do equivalente em água do calorímetro Colocou-se no calorímetro 50 mL de água destilada na temperatura ambiente. Em seguida, agitou-se moderadamente e iniciou-se rapidamente o registro da temperatura do sistema a cada 20 segundos até que a mesma se mantenha constante (10 minutos). Preencheu-se os dados obtidos na tabela em anexo. Com uma proveta previamente aquecida colocou-se uma amostra de 50 mL de água destilada aquecida e de temperatura rigorosamente conhecida, cerca de 10° C acima da temperatura ambiente. Esta amostra de água morna, em seguida rapidamente adicionada à água do calorímetro. Agitou-se a mistura e anotou-se a temperatura a cada 10 segundos, até que a mesma permaneça constante; repetiu-se este procedimento mais duas vezes. Avaliação do erro (variação do volume) Repetiu-se o procedimento variando a quantidade de água destilada: 100 mL de água destilada na temperatura ambiente e 100 mL de água destilada aquecida; Avaliação do erro (variação da temperatura) Repetiu-se novamente os procedimentos (3.1) e (3.2), colocando água destilada aquecida com cerca de 20°C acima da temperatura ambiente, com as seguintes quantidades de água: 50 mL de água destilada na temperatura ambiente e 50 mL de água destilada aquecida; 100 mL de água destilada na temperatura ambiente e 100 mL de água destilada aquecida; RESULTADOS E DISCUSSÕES Para se calcular os valores dos equivalentes realizou-se diversas medições a partir de variações volumétricas de 50mL de água quente em 50mL de água fria, e posteriormente de 100mL de água quente em 100mL de água fria, com uma variação de temperatura de ± 10°C e ± 20°C acima da temperatura ambiente utilizando um calorímetro. Para o cálculo desses valores, utilizou-se a sequinte fórmula: Onde: = massa da água quente variação da temperatura da água quente = massa da água fria variação da temperatura a água fria Equivalente para 50 mL de água a 10ºC acima da temperatura ambiente Os valores da variação de temperatura em razão do tempo para o volume de 50 mL de água com, aproximadamente 10°C acima da temperatura analisada estão relacionados nas tabelas 1, 2 e 3. Tabela 1 – Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 50 mL, medida 01 t(s) t(f) t(q) 0 25,0 25,9 10 25,8 30,8 20 25,9 30,9 30 25,9 30,9 40 26,1 30,9 50 26,1 30,9 60 26,2 30,9 70 26,2 30,9 80 26,2 30,9 90 26,2 30,9 100 26,2 30,9 110 26,2 30,9 120 26,1 30,9 MÉDIA 26,0 30,5 DESVIO 0,33 1,38 A partir dos dados da primeira medição obteve-se a curva tempo em função da variação da temperatura, permitindo-se então plotar o gráfico abaixo (Figura 1) Figura 1Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 50 mL aproximadamente 10°C acima da temperatura ambiente A variação da temperatura da água fria (26,1°C) e da água quente adicionada ao calorímetro (36,2 °C) é de 10,2°C, a qual se aproxima muito do valor solicitado pelo experimento. Observou-se que a temperatura da água fria (Tf) adicionada ao calorímetro, que era inicialmente de 25°C subiu para 26,1°C, onde entrou em equilíbrio, permanecendo assim até o fim da contagem de 120 segundos. Após a adição de água quente, houve um considerável aumento na temperatura do sistema em que se encontrava a mistura (Tf + Tq), a qual com o decorrer do tempo também passou a decair, até o ponto em que entrou em equilíbrio no valor de 30,9°C. De acordo com a equação para o cálculo teórico, obteve-se o seguinte valor de C: Tabela 2 – Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 50 mL, medida 02 t(s) t(f) t(q) 0 23,5 27,1 10 24,5 27,5 20 24,7 27,7 30 24,9 27,9 40 25,1 28,2 50 25,1 28,2 60 25,2 28,3 70 25,2 28,3 80 25,2 28,3 90 25,5 28,3 100 25,2 28,3 110 25,3 28,3 120 25,3 28,3 MÉDIA 25,0 28,1 DESVIO 0,51 0,39 A partir dos dados da segunda medição obteve-se a curva tempo em função da variação da temperatura, representada a seguir (Figura 2) Figura 2 Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 50 mL aproxima-damente 10°C acima da temperatura ambiente - Segunda medição A variação da temperatura da água fria (25,3°C) e da água quente adicionada ao calorímetro (35,6 °C) é de 9,3°C, a qual se aproxima muito do valor solicitado pelo experimento. Observou-se que a temperatura da água fria (Tf) adicionada ao calorímetro, que era inicialmente de 23,5°C subiu para 25,3°C, onde entrou em equilíbrio, permanecendo assim até o fim da contagem de 120 segundos. Após esse tempo, adicionou-se ao sistema água quente, notando um considerável aumento na temperatura do sistema em que se encontrava a mistura (Tf + Tq), a qual com o decorrer do tempo também puassou a decair, até o ponto em que entrou em equilíbrio no valor de 284°C. De acordo com a equação para o cálculo teórico, obteve-se o seguinte valor de C: Tabela 3 – Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 50 mL, medida 03 t(s) t(f) t(q) 0 23,9 25,6 10 24,5 28,7 20 24,7 29,0 30 24,8 29,1 40 24,9 29,1 50 24,9 29,1 60 25,0 29,1 70 25,0 29,3 80 25,0 29,3 90 25,0 29,3 100 25,1 29,3 110 25,1 29,3 120 25,1 29,1 MÉDIA: 24,8 28,9 DESVIO 0,33 0,99 A partir dos dados da terceira medição obteve-se a curva tempo em função da variação da temperatura, permitindo-se então plotar o gráfico abaixo: Figura 3-Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 50 mL aproxima-damente 10°C acima da temperatura ambiente - Terceira medição A variação da temperatura da água fria (25,1°C) e da água quente adicionada ao calorímetro (34,9 °C) é de 9,8°C, a qual se aproxima muito do valor solicitado pelo experimento. Observou-se que a temperatura da água fria (Tf) adicionada ao calorímetro, que era inicialmente de 23,5°C subiu para 25,3°C, onde entrou em equilíbrio, permanecendo assim até o fim da contagem de 120 segundos. Após esse tempo, adicionou-se ao sistema água quente, notando um considerável aumento na temperatura do sistema em que se encontrava a mistura (Tf + Tq), a qual com o decorrer do tempo também passou a decair, até o ponto em que entrou em equilíbrio no valor de 284°C. De acordo com a equação para o cálculo teórico, obteve-se o seguinte valor de C: Dessa forma, tendo os valores em questão podemos calcular a média dos equivalentes em água no calorímetro e o desvio-padrão do mesmo, temos: Tabela 4: Valor médio e desvio calculado para os Equivalentes em água em da relação de 50mL de água a aproximadamente 10°C acima da temperatura ambiente MEDIÇÃO Equivalente em água 1 2,08 2 -28,3 3 -6,25 MÉDIA -8,06 DESVIO 11,2 Equivalente para 100 mL de água a 10ºC acima da temperatura ambiente Os valores da variação de temperatura em razão do tempo para o volume de 100 mL de água com, aproximadamente 10°C acima da temperatura analisada estão relacionados nas tabelas 5, 6 e 7. Tabela 5 – Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 100 mL, medida 01 t(s) t(f) t(q) 0 23,8 26,3 10 24,5 28,9 20 24,7 29,1 30 24,7 29,1 40 24,7 29,3 50 24,8 29,3 60 24,8 29,4 70 24,8 29,4 80 24,8 29,4 90 24,8 29,4 100 24,8 29,4 110 24,8 29,4 120 24,8 29,4 MÉDIA 24,7 29,1 DESVIO 0,2774 0,8451 A partir dos dados obtidos na primeira medição da relação entre 100mL de água fria com 100 mL de agua quente sendo esta aproximadamente 10°C acima da temperatura ambiente, obtivemos o seguinte gráfico (Figura 4): Figura 4 -Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 100 mL aproxima-damente 10°C acima da temperatura ambiente - Primeira medição A variação da temperatura da água fria (23,8°C) e da água quente adicionada ao calorímetro (33,7 °C) é de 9,9°C, a qual se aproxima muito do valor solicitado pelo experimento. Observou-se que a temperatura da água fria (Tf) adicionada ao calorímetro, que era inicialmente de 23,8°C subiu para 24,8°C, onde entrou em equilíbrio, permanecendo assim até o fim da contagem de 120 segundos. Após esse tempo, adicionou-se ao sistema água quente, notando um considerável aumento na temperatura do sistema em que se encontrava a mistura (Tf + Tq), a qual com o decorrer do tempo também passou a decair, até o ponto em que entrou em equilíbrio no valor de 29,4°C. De acordo com a equação para o cálculo teórico, obteve-se o seguinte valor de C: Tabela 6 – Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 100 mL, medida 02 t(s) t(f) t(q) 0 24,3 27,4 10 24,4 28,8 20 24,5 28,9 30 24,5 29,1 40 24,5 29,1 50 24,5 29,2 60 24,5 29,2 70 24,5 29,2 80 24,5 29,2 90 24,5 29,2 100 24,5 29,2 110 24,5 29,2 120 24,5 29,2 MÉDIA 24,5 29,0 DESVIO 0,0599 0,4958 A partir dos dados obtidos na segunda medição da relação entre 100mL de água fria com 100 mL de agua quente a 10°C acima da temperatura ambiente, obtivemos o seguinte gráfico (Figura 5): Figura 5- Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 100 mL aproximadamente 10°C acima da temperatura ambiente - Segunda medição A variação da temperatura da água fria (24,5°C) e da água quente adicionada ao calorímetro (34,7 °C) é de 10,4°C, a qual se aproxima muito do valor solicitado pelo experimento. Observou-se que a temperatura da água fria (Tf) adicionada ao calorímetro, que era inicialmente de 24,3°C subiu para 24,5°C, onde entrou em equilíbrio, permanecendo assim até o fim da contagem de 120 segundos. Após esse tempo, adicionou-se ao sistema água quente, notando um considerável aumento na temperatura do sistema em que se encontrava a mistura (Tf + Tq), a qual com o decorrer do tempo também passou a decair, até o ponto em que entrou em equilíbrio no valor de 29,2°C. De acordo com a equação para o cálculo teórico, obteve-se o seguinte valor de C: Tabela 7 – Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 100 mL, medida 03 t(s) t(f) t(q) 0 23,1 26,5 10 24,4 29,1 20 24,4 29,1 3024,4 29,2 40 24,5 29,3 50 24,5 29,5 60 24,5 29,5 70 24,5 29,5 80 24,5 29,6 90 24,5 29,6 100 24,5 29,6 110 24,5 29,6 120 24,5 29,6 MÉDIA 24,4 29,2 DESVIO 0,3838 0,8361 A partir dos dados da terceira medição da relação entre 100mL de água fria com 100 mL de agua quente a 10°C acima da temperatura ambiente, obtivemos o seguinte gráfico (Figura 6): Figura 6 -Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 100 mL aproximadamente 10°C acima da temperatura ambiente - Terceira medição A variação da temperatura da água fria (24,5°C) e da água quente adicionada ao calorímetro (34,7 °C) é de 10,2°C, a qual se aproxima muito do valor solicitado pelo experimento. Observou-se que a temperatura da água fria (Tf) adicionada ao calorímetro, que era inicialmente de 23,1°C subiu para 24,5°C, onde entrou em equilíbrio, permanecendo assim até o fim da contagem de 120 segundos. Após esse tempo, adicionou-se ao sistema água quente, notando um considerável aumento na temperatura do sistema em que se encontrava a mistura (Tf + Tq), a qual com o decorrer do tempo também passou a decair, até o ponto em que entrou em equilíbrio no valor de 29,6°C. De acordo com a equação para o cálculo teórico, obteve-se o seguinte valor de C: A partir dos valores obtidos acima, podemos calcular a média e o desvio para os equivalentes em água, da relação de 100mL de água: Tabela 8: Valor médio e desvio calculado para os equivalentes em água da relação de 100mL de água a aproximadamente 10°C acima da temperatura ambiente MEDIDA Equivalente em água 1 -32,6 2 -57,4 3 -39,21 MÉDIA -43,07 DESVIO 12,843 Equivalente para 50 mL de água a 20ºC acima da temperatura ambiente Os valores da variação de temperatura em razão do tempo para o volume de 50 mL de água com, aproximadamente 20°C acima da temperatura analisada estão relacionados nas tabelas 4, 5 e 6. Tabela 9 – Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 50 mL, medida 01 t(s) T(f) T(q) 0 22,7 28,3 10 23,6 32,3 20 23,7 32,4 30 24 32,5 40 24,2 32,5 50 24,3 32,5 60 24,3 32,6 70 24,4 32,7 80 24,4 32,7 90 24,5 32,7 100 24,6 32,7 110 24,6 32,7 120 24,6 32,7 MÉDIA 24,1 32,3 DESVIO 0,54 1,20 A partir dos dados da primeira medição obteve-se a curva tempo em função da variação da temperatura, permitindo-se então plotar o gráfico abaixo (Figura 7) Figura 7 -Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 100 mL aproximadamente 20°C acima da temperatura ambiente - Primeira medição Observou-se na tabela 9 que a temperatura da água fria (Tf) adicionada ao calorímetro, que era inicialmente de 22,7°C subiu para 24,6°C, onde entrou em equilíbrio, permanecendo assim até o fim da contagem de 120 segundos. Após a adição de água quente, houve um considerável aumento na temperatura do sistema em que se encontrava a mistura (Tf + Tq), a qual com o decorrer do tempo também passou a decair, até o ponto em que entrou em equilíbrio no valor de 32,7°C. De acordo com a equação para o cálculo teórico, obteve-se o seguinte valor de C: Repetiu-se o mesmo processo para a segunda medida. Tabela 9 – Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 50 mL, medida 02 t(s) T(f) T(q) 0 25 25,9 10 25,8 30,8 20 25,9 30,9 30 25,9 30,9 40 26,1 30,9 50 26,1 30,9 60 26,2 30,9 70 26,2 30,9 80 26,2 30,9 90 26,2 30,9 100 26,2 30,9 110 26,2 30,9 120 26,2 30,9 MÉDIA 26,0 30,5 DESVIO 0,34 1,38 Com base nos valores tabelados, obteu-se o gráfico da curva tempo em função da variação da temperatura, permitindo-se então plotar o gráfico abaixo: Figura 8 -Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 100 mL aproximadamente 20°C acima da temperatura ambiente - Segunda medição Após a adição de água quente, houve um considerável aumento na temperatura do sistema em que se encontrava a mistura (Tf + Tq), a qual com o decorrer do tempo também passou a decair, até o ponto em que entrou em equilíbrio no valor de 30,9°C. De acordo com a equação para o cálculo teórico, obteve-se o seguinte valor de C: Foi feito a analise da terceira medida: Tabela 10– Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 50 mL, medida 03 t(s) T(f) T(q) 0 23,9 25,6 10 24,5 28,7 20 24,7 29 30 24,8 29,1 40 24,9 29,1 50 24,9 29,1 60 25 29,1 70 25 29,3 80 25 29,3 90 25 29,3 100 25,1 29,3 110 25,1 29,3 120 25,1 29,1 MÉDIA 24,8 28,9 DESVIO 0,33 1,00 No qual plotou-se o gráfico da curva tempo em função da variação da temperatura, permitindo-se então plotar o gráfico abaixo: Figura 9 -Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 50 mL aproximadamente 20°C acima da temperatura ambiente - Terceira medição E partir dos valores tabelados na tabela 10, pode-se obter o equivalente em água: Dessa forma, tendo os valores em questão podemos calcular a média dos equivalentes em água no calorímetro e o desvio-padrão do mesmo, temos: Tabela 11: Valor médio e desvio calculado para os Equivalentes em água em da relação de 50mL de água a aproximadamente 20°C acima da temperatura ambiente MEDIÇÃO Equivalente em água 1 22,8 2 3,19 3 -6,25 MÉDIA 6,59 DESVIO 14,8 Equivalente para 100 mL de água a 20ºC acima da temperatura ambiente Os valores da variação de temperatura em razão do tempo para o volume de 50 mL de água com, aproximadamente 20°C acima da temperatura analisada estão relacionados nas tabelas 12, 13 e 14. Tabela 12 – Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 100 mL, medida 01 t(s) T(f) T(q) 0 22,3 28,5 10 23,6 32,4 20 23,7 32,7 30 23,7 32,8 40 23,7 32,9 50 23,7 33,1 60 23,7 33,1 70 23,9 33,1 80 23,9 33,1 90 23,9 33,1 100 23,9 33,1 110 23,9 33,1 120 23,9 33,1 MÉDIA 23,7 32,6 DESVIO 0,43 1,26 Com dados da primeira medição obteve-se a curva tempo em função da variação da temperatura, permitindo-se então plotar o gráfico a seguir: Figura 10 -Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 100 mL aproximadamente 20°C acima da temperatura ambiente - Primeira medição Após a adição de água quente, houve um considerável aumento na temperatura do sistema em que se encontrava a mistura (Tf + Tq), a qual com o decorrer do tempo também passou a decair, até o ponto em que entrou em equilíbrio no valor de 33,1°C. De acordo com a equação para o cálculo teórico, obteve-se o seguinte valor de C: Tabela 13 – Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 100 mL, medida 02 t(s) T(f) T(q) 0 22,9 28,2 10 23,5 32,3 20 23,6 32,4 30 23,6 32,4 40 23,6 32,5 50 23,6 32,7 60 23,7 32,7 70 23,7 32,7 80 23,7 32,7 90 23,7 32,7 100 23,7 32,7 110 23,7 32,7 120 23,7 32,7 MÉDIA 23,6 32,3 DESVIO 0,22 1,23 A partir dos dados da segunda medição obteve-se a curva tempo em função da variação da temperatura, permitindo-se então plotar o gráfico abaixo: Figura 12 -Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 100 mL aproximadamente 20°C acima da temperaturaambiente - Segunda medição Após a adição de água quente, houve um considerável aumento na temperatura do sistema em que se encontrava a mistura (Tf + Tq), a qual com o decorrer do tempo também passou a decair, até o ponto em que entrou em equilíbrio no valor de 32,7°C. De acordo com a equação para o cálculo teórico, obteve-se o seguinte valor de C: Tabela 14 – Variação da temperatura em função do tempo durante a determinação do equivalente em água para volume de água de 100 mL, medida 03 t(s) T(f) T(q) 0 22,6 30,7 10 23,9 33,1 20 24 33,1 30 24 33,3 40 24,2 33,4 50 24,2 33,5 60 24,2 33,5 70 24,2 33,5 80 24,2 33,5 90 24,2 33,5 100 24,2 33,5 110 24,2 33,5 120 24,2 33,5 MÉDIA 24,0 33,2 DESVIO 0,44 0,77 A partir dos dados da terceira medição obteve-se a curva tempo em função da variação da temperatura, permitindo-se então plotar o gráfico abaixo: Figura 13 -Variação da temperatura em função do tempo para volume de água de 100 mL aproximadamente 20°C acima da temperatura ambiente - Terceira medição Após a adição de água quente, houve um considerável aumento na temperatura do sistema em que se encontrava a mistura (Tf + Tq), a qual com o decorrer do tempo também passou a decair, até o ponto em que entrou em equilíbrio no valor de 33,5°C. De acordo com a equação para o cálculo teórico, obteve-se o seguinte valor de C: Dessa forma, tendo os valores em questão podemos calcular a média dos equivalentes em água no calorímetro e o desvio-padrão do mesmo, temos: Tabela 15: Valor médio e desvio calculado para os Equivalentes em água em da relação de 100mL de água a aproximadamente 20°C acima da temperatura ambiente MEDIÇÃO Equivalente em água 1 -25,0 2 -25,0 3 -34,9 MÉDIA -28,32 DESVIO 5,7 CONCLUSÃO A determinação do equivalente em água de um calorímetro baseou-se no princípio da conservação de energia em que o calor cedido pela água morna deve ser igual ao calor recebido pela água fria e pelo calorímetro. A partir dos resultados obtidos, o calorímetro foi considerado eficaz, apesar dos erros que podem ter ocorridos na leitura da temperatura do termômetro, tempo de transferência da água de um recipiente para outro e isolamento do calorímetro, os valores da equivalência do calorímetro podem ter variado por esses fatores e pelas trocas de calor ocorridas com o ambiente. BIBLIOGRAFIA [1] SHRIVER, Duward. ATKINS, Peter. Química inorgânica. Traduzido por Roberto de Barros Faria. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2008. [2] ATKINS, Peter; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Traduzido por Ricardo Bicca de Alencastro. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012. [3] FURASTÉ, Pedro Augusto. Normas Técnicas para o trabalho científico: Explicitação das Normas da ABNT. 16. Ed. Porto Alegre: Dáctilo Plus, 2012.
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