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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ Aula: Calor específico de metais. Curso: Turma: Data: / / Aluno: NOTA Professor: Descrição Dentro de um calorímetro contendo água fria (TF) coloca-se um corpo de prova aquecido (TQ), a energia térmica será transferida do corpo para a água e para o calorímetro até que o equilíbrio térmico se estabeleça (TE). Para encontrar o calor específico do material, pode-se aplicar o princípio das trocas de calor: “Num sistema termicamente isolado, a soma das trocas de calor é zero” Qtrocado = 0 Qágua + Qcalorímetro + Qcorpo = 0 onde Qágua = máguacáguaTágua cágua = 1 cal/goC é o calor específico da água, Qcalorímetro = CcalTcal Ccal = ______ cal/oC é a capacidade térmica do calorímetro, Qcorpo = mcorpoccorpoTcorpo ccorpo é o calor específico do material a ser determinado. Parte Experimental 1. Preencha os dados nos campos 01 a 05. 01. Termômetro Objetivo Utilizando o calorímetro, obter os calores específicos do alumínio, ferro e chumbo. TF TQ TE m2 m1 água corpo de prova calorímetro 02. Calorímetro 03. Becker 04. Aquecedor 05. Pesos Procedimento 1. Colocar 300 g de água fria (300 mL) dentro do calorímetro. 2. Determinar a temperatura do conjunto água + calorímetro (TF). Para fazer essa medida aguarde o equilíbrio térmico do conjunto. 3. Determinar a massa do corpo de prova, mcorpo, anote o valor na tabela de dados experimentais. 4. Colocar o corpo de prova no aquecedor de água quente e aguardar o equilíbrio térmico ( 3 min). 5. Após aguardar, medir a temperatura da água quente (TQ). Anotar na tabela. 6. Retirar o corpo de prova do aquecedor e colocá-lo dentro do calorímetro tampando-o imediatamente. Realize esse procedimento rapidamente para minimizar a perda de calor pelo corpo de prova. 7. Medir a temperatura final de equilíbrio térmico (TE) do conjunto calorímetro + água + corpo de prova. 8. Repetir o todo o procedimento para cada corpo de prova dado. Dados Experimentais: Material TF ( oC) mcorpo (g) TQ ( oC) TE ( oC) Alumínio 24,3 32,70 91 25,8 Ferro 24,4 90,34 90 26,5 Cobre 24,3 103,20 27 26,1 Tarefas Calcular os calores específicos dos corpos de prova e calcular o erro percentual (e%): 1. Cálculo de c para o alumínio: 2. Cálculo de c para o ferro: 3. Cálculo de c para o cobre: Tabela de resultados: Material ctab (cal/goC) cexp (cal/goC) e% Alumínio 0,215 0,225 4,65 Ferro 0,119 0,117 1,68 Cobre 0,0940 0,0916 2,55 Onde ctab é o valor tabelado e cexp é o valor encontrado no experimento. Questões: 1. O que é um calorímetro? Descreva-o. Aparelho utilizado para determinar o calor específico de um material. 2. Cite duas causas maiores de erro neste experimento. Perda de caor ao retirar o corpo quente da água, erro de precisão dos números obtidos. 3. Conceitue calor específico. É a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um determinado material. 4. Transforme as unidades de calor específico do Alumínio de cal/goC para unidades SI : J/kgoC : 5. Se uma massa de 80 g de água a 80 oC é colocada em contato com uma colher de alumínio puro de massa 35g que está a 20 oC, qual a temperatura do equilíbrio térmico deste sistema?
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