Calorimetria 1

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CAPÍTULO 3. SÉRIE B
3.4
Capacidade Térmica e Calor Especı́fico
3.4.1
Material Necessário
• 01 Calorı́metro com capacidade de 230 ml
• 01 termômetro -10o C a 110o C
• 01 proveta de 150 ml
• 01 lamparina a álcool.
• 01 caixa de fósforos.
• 01 tripé para lamparina.
• 01 becker 250 ml.
• 01 tela de amianto.
• 01 ebulidor (opcional).
• Barbante
3.4.2
Objetivo
Determinar experimentalmente a capacidade térmica de um calorı́metro e o calor especı́fico
de um material desconhecido.
3.4.3
Procedimentos
Série 1
1. Coloque na proveta aproximadamente 50 ml de água fria, meça a massa dessa água (m1 ) e
preencha a tabela do item 8. Use como valor para a densidade da água ρ = 1, 0g/cm3.
2. Coloque os 50 ml medido no calorı́metro. Agite e aguarde alguns minutos até o sistema
atingir o equilı́brio térmico. Com o termômetro meça esta temperatura de equilı́brio (T1 ),
anote na tabela do item 8. Lembre-se de não descartar essa água.
3. Monte o aparato experimental conforme a figura.
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3.4. CAPACIDADE TÉRMICA E CALOR ESPECÍFICO
4. Coloque cerca de 80 ml de água fria na proveta e meça a massa dessa água (m2 ) e preencha
a tabela do intem 8.
5. Coloque os 80 ml de água medidos no becker da montagem experimental, ligue a fonte térmica
(lamparina ou ebulidor conforme o caso) e aqueça até aproximadamente 60 o C (T2 ) e o valor
de T2 na tabela.
6. Coloque a água quente do becker no calorı́metro rapidamente, tape e coloque o
termômetro. Agite suavemente o calorı́metro para facilitar a troca de calor entre os
componentes do sistema. Monitore periodicamente o valor medido pelo termômetro e após
aproximadamente 5 minutos faça a medida da temperatura de equilı́brio do sistema (Te ).
Anote na tabela do item 8 a temperatura de equilı́brio.
7. Calcule a capacidade térmica do calorı́metro, sabendo que o calor especı́fico da água é 1
cal/(g o C). Preencha a tabela do item 8 com o valor encontrado.
8. Esvazie o calorı́metro. Repita os itens 1 até 7 até preencher a tabela abaixo. Calcule também
o valor da capacidade térmica média, o desvio médio das capacidades térmicas e a média do
desvio médio.
N
m1 ( g )
m2 ( g )
T1 ( o C )
T2 ( o C )
Te ( o C )
—
—
—
—
—
1
2
3
4
5
M
C ( cal
oC )
|C − C | ( ocal
C)
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CAPÍTULO 3. SÉRIE B
9. Ao final deixe o calorı́metro vazio.
Série 2
10. Meça a massa de um corpo de prova de um metal desconhecido com a balança.
mb = (
±
) g
11. Pode ser útil amarrar o corpo de prova com barbante, para que ele possa ser içado da água
posteriormente.
12. Colocar cerca de 150 ml de água no Becker e aquecer até a ebulição. Colocar o corpo de
prova na água em ebulição por alguns minutos.
13. Medir com a proveta 100 ml de água fria, meça a massa de água (ma ). Coloque essa água
no calorı́metro e agite suavemente por 1 min. Ao final meça a temperatura do conjunto
calorı́metro mais água.
ma = (
T1 = (
±
)
±
)
g
o
C
14. Retire o corpo de prova da água quente e colocá-lo rapidamente no calorı́metro. Agitar o
conjunto suavemente. Durante o processo, observar a temperatura indicada no termômetro.
Aguardar até que a temperatura se estabilize. Ao final meça a temperatura do conjunto.
Te = (
±
)
o
C
15. Utilizando os dados medidos e o valor médio da capacidade térmica do calorı́metro obtido na
série 1 e encontre o valor do calor especı́fico do corpo de prova.
c=(
3.4.4
±
)
cal/(g o C)
Pontos para discussão
1. Usando a conservação da energia, deduza a equação da capacidade térmica do calorı́metro
(C) como função de m1 , m2 , T1 , T2 e Te . Faça o mesmo para o calor especı́fico, como função
ma mb , T1 , Te e C.
2. Qual a interpretação que podemos dar para a capacidade térmica média e a média do desvio
médio da capacidade térmica.
3.4. CAPACIDADE TÉRMICA E CALOR ESPECÍFICO
3. Quais possı́veis fatores podem influenciar no resultado do experimento. Se achar pertinente,
diga quais procedimentos poderiam ser utilizados para minimizar esses fatores.
4. Procure na literatura pelos valores tabelados do calor especı́fico dos seguintes materiais:
Alumı́nio, Chumbo, Aço, Latão, Cobre ou Zinco. Compare o valor obtido no item 15 e
descubra qual o provável metal que constitui o corpo de prova.
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CAPÍTULO 3. SÉRIE B
Folha de Dados Extra - Calorı́metro
Anexar ao pré relatório:
N
m1 ( g )
1
2
3
4
Outras medidas:
m2 ( g )
T1 ( o C )
T2 ( o C )