Logo Passei Direto
Buscar

Ferramentas de estudo

Material
páginas com resultados encontrados.
páginas com resultados encontrados.

Prévia do material em texto

Determinação do Calor Específico do Alumínio pelo Método da Calorimetria
Nome: A S Rodrigues RU: 4444114
Centro Universitário Uninter
Pap – Av. Dr. João Beraldo, 467. – CEP: 37550-087 – Pouso Alegre – MG - Brasil
e-mail: ale.rodigui@gmail.com
Resumo. Neste experimento, vamos fazer um estudo sobre o equilíbrio de temperatura e determinar o calor específico de um líquido usando o método da calorimetria.
Palavras chave: calorimetria, temperatura, equilíbrio, laboratório 
4
Introdução
A calorimetria é um ramo da física que investiga as transferências de calor entre diferentes corpos, empregando o calorímetro como ferramenta de medição. Para garantir resultados precisos, é fundamental entender a capacidade térmica do calorímetro, pois ele também capta uma parte da energia durante os testes.
Um conceito fundamental é o calor específico, que é uma propriedade intensiva e refere-se à quantidade de calor necessária para alterar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância em 1 °C. A mensuração do calor específico de materiais, como o alumínio, é crucial em várias aplicações industriais e tecnológicas.
No presente experimento, foram estabelecidas a capacidade térmica do calorímetro e o calor específico do alumínio, utilizando o princípio da conservação de energia através do método de mistura de corpos com temperaturas distintas.
Procedimento Experimental
Roteiro Experimental
1ª parte – Determinar a capacidade térmica do calorímetro
1. Ligue a balança, coloque a proveta vazia sobre ela e realize a tara da balança apertando o botão identificado por T, zerando a balança. Agora, retire a proveta da balança e coloque nela 100 ml de água fria.
2. Coloque novamente a proveta na balança medindo a massa dos 100 ml de água. Anote este valor e identifique por mH₂O = 98,74 g. Em seguida, coloque os 100 ml de água no calorímetro.
3. Agite levemente o líquido no calorímetro por alguns instantes, meça com o termômetro a temperatura inicial da água no calorímetro e anote esse valor: Ti = 24 ºC.
4. Coloque 40 ml de água na proveta e, com a balança, meça a massa desta quantidade de água e transfira para o copo de béquer. Anote este valor: mágua = 43,06 g.
5. Coloque o béquer com água no sistema de aquecimento e aqueça os 40 ml de água, monitorando a temperatura com o termômetro até atingir aproximadamente 80 ºC. Anote a temperatura da água: Tab = 74 ºC.
6. Coloque rapidamente a água aquecida no calorímetro e feche-o rapidamente. Agite o conjunto suavemente.
7. Durante o processo, observe seguidamente a temperatura indicada no termômetro, aguardando até estabilizar.
8. Quando a temperatura estabilizar, meça a temperatura de equilíbrio térmico e anote esse valor: Tf = 37 ºC.
9. Para determinar a capacidade térmica do calorímetro, utilize o princípio da conservação de energia. Considere o calor específico da água c = 1 cal/g·ºC:
2ª parte – Determinar o calor específico de sólidos
1. Desmonte o procedimento anterior, resfriando o calorímetro com água corrente. Meça 60 ml de água na proveta e, com a balança, determine a massa. Coloque a água no calorímetro e posicione o termômetro. Anote: mágua = 62,17 g.
2. Aguarde o equilíbrio térmico e anote a temperatura inicial da água: Ti = 28 ºC.
3. Na balança, meça a massa do corpo de prova (cilindro de alumínio) e anote: mAl = 27,34 g. Coloque-o dentro de um copo de béquer.
4. Meça 100 ml de água com a proveta e coloque dentro do béquer junto com o corpo de prova. No sistema de aquecimento, leve até a ebulição, monitorando a temperatura.
5. Desligue o aquecimento e meça a temperatura da água e do corpo de prova: TiAl = 99 ºC. Retire o cilindro e mergulhe-o imediatamente dentro do calorímetro com água.
6. Monitore a temperatura dentro do calorímetro até que estabilize. Nesse momento, ocorre o equilíbrio térmico entre calorímetro, água e corpo de prova de alumínio. Anote a temperatura final: Tf = 33 ºC.
7. Com esses dados, determine o calor específico do alumínio pela igualdade das trocas de calor:
Análise e Resultados
No experimento foi utilizado o alumínio como corpo de prova para a determinação de seu calor específico. O valor tabelado dessa substância é de aproximadamente 0,217 cal/g·ºC (0,91 J/g·ºC), enquanto o valor obtido experimentalmente foi de 0,2382 cal/g·ºC (1,01 J/g·ºC)
. A proximidade entre os dois resultados demonstra que o procedimento foi satisfatório, embora tenha ocorrido uma diferença de cerca de 11%, atribuída a fatores como perdas de calor para o ambiente, demora na medição da temperatura e imprecisões nos instrumentos utilizados.
É importante destacar que o calor específico é uma propriedade intensiva, ou seja, não depende da massa da substância, mas sim do material em si. O que varia com a massa é a quantidade de calor (Q) absorvida ou cedida, conforme a relação Q = m · c · ΔT.
Durante o procedimento, foi necessário aguardar alguns minutos após a ebulição da água para garantir que o corpo de prova atingisse uniformemente a temperatura de 100 ºC antes de ser introduzido no calorímetro. Além disso, o sistema foi agitado para que o calor se distribuísse de forma homogênea, permitindo a determinação correta da temperatura de equilíbrio.
De forma geral, o valor experimental obtido foi próximo ao tabelado, confirmando a validade do método e demonstrando a aplicabilidade da calorimetria na determinação de propriedades térmicas.
.
	Calor específico (cal/g·ºC)
	Calor específico (J/g·ºC)
	Fonte
	0,217
	0,91
	Valor tabelado
	0,2382
	1,01
	Experimental
	
	
	
Conclusão
O experimento possibilitou alcançar as metas estabelecidas: primeiro, determinar a capacidade térmica do calorímetro; depois, calcular o calor específico do alumínio. Os valores obtidos apresentaram uma boa concordância com os dados de referência disponíveis na literatura, confirmando a validade do método da mistura.
Em conclusão, a calorimetria é uma ferramenta eficaz para estudar as trocas de calor e as propriedades térmicas dos materiais, apesar de fatores experimentais, como perdas de energia para o ambiente e limitações na precisão dos instrumentos, afetarem os resultados.
Referências
1 laboratório Uninter 
2 livro da disciplina 
Descrição:
Física II - TERMODINÂMICA E ONDAS
Autor: Sears & Zemansky / Young & Freedman
12a edição
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Publicacao/36877/pdf/0
image2.jpeg
image3.jpeg
image4.jpeg
image5.jpeg
image6.jpeg
image7.jpeg
image8.jpeg
image9.jpeg
image10.jpeg
image11.jpeg
image12.jpeg
image1.jpeg

Mais conteúdos dessa disciplina