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Relatorio de Calor Específico de Sólidos
Tipologia: Notas de estudo
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Laboratório de Física Professor: José Roberto
Pombal – PB 2010
O referente trabalho trata-se de um experimento voltado ao calor específico de sólidos, ou seja, é a quantidade de calor que temos que fornecer ou retirar de um grama de sustância para que varie sua temperatura. Determinou-se e comparou os valores dos calores específicos de alguns materiais, aço e alumínio, obtidos em análise com valores teóricos. Logo, em seguida, calculou-se o erro percentual dos resultados comparados, comparando com valores teóricos, observou-se, que os materiais poderia apresentar valores específicos semelhantes aos analisados. Quando dois corpos com temperaturas diferentes entram em contato (direto ou não) este sistema tende a chegar ao equilíbrio através de um fluxo de calor.
Para a realização do experimento foram necessários os seguintes equipamentos e materiais: 2 Béquer de 250mL; 1 Tripé de ferro; 1 Calorímetro; 1 Tela de amianto; 1 Pinça; 1 Proveta graduada; 2 Termômetros; Lamparina de vidro; Água destilada; Corpo metálico de alumínio e de ferro.
o Determinação da capacidade térmica do calorímetro
Conhecido a massa do calorímetro seco. Adicionou-se com proveta graduada, 100 mL de água fria destilada (temperatura ambiente) no calorímetro e aguardou-se a estabilização da temperatura. Em seguida aqueceu-se 100 mL de água destilada em um Becker, com o auxilio de uma lamparina, colocando um termômetro ao Becker para verificação da temperatura. Ao atingir a temperatura aproximada de 70 ºC a 80 ºC mediu-se a temperatura. As leituras das temperaturas foram feitas no mesmo instante. Em seguida adicionou-se a água previamente aquecida no calorímetro que continha a água á temperatura ambiente e homogeneizou-se, aguardou-se a estabilização da temperatura e notou-se e temperatura de equilíbrio.
o Determinação do calor específico do sólido (Ferro ou Alumínio)
Adicionou-se 100 mL de água fria destilada (temperatura ambiente) no calorímetro e aguardou-se a estabilização da temperatura (Ta). Em seguida aqueceu-se 100 mL de água destilada em um Becker, com a lamparina de vidro e colocou-se um termômetro ao Becker para verificação da temperatura e colocou-se o peso de alumínio ou ferro. Daí, notou-se a temperatura (Ta) da água do calorímetro e em seguida notou-se a temperatura do alumínio (TAl ou TFe), rapidamente retirou-se o sólido e colocou-se o mesmo no calorímetro e agitou-se por cerca de três minutos. Após a estabilização da temperatura notou-se a temperatura de equilíbrio (Te).
o Determinação do Calor Específico do Alumínio e do Ferro
Temperatura do alumínio– θAl Temperatura da água – θa Temperatura de Equilíbrio – θe
Para o cálculo utilizou-se a fórmula:
mAl Cal (θAl – θe) = me (θe – θa) + ma Ca (θe – θa) Cal = [me (θe – θa) + ma Ca (θe – θa)] / mAl (θAl – θe)
Tabela 1 – Resultado do calor específico do Alumínio
Alumínio
mAl (g)
ma (g)
me (g)
θ Al (°C)
θ a (°C)
θ e (°C)
Ca (cal/g°C
CAl (cal/g°C) 30 100 114,72 74 28 30 1 0,
Foi utilizado esta mesma metodologia para calcular o calor especifico do ferro, onde os resultados estar na tabela 2 abaixo:
Tabela 2 – Resultado do calor específico do Ferro
Ferro
MFe (g)
ma (g)
me (g)
Θ Fe (°C)
θ a (°C)
θ e (°C)
Ca (cal/g°C
CFe (cal/g°C) 90 100 114,72 70,5 28 30,1 1 0,
Pôde-se verificar que devido ao erro experimental considerado alto para o calor específico do alumínio, o mesmo não assumiu o valor considerado. O erro experimental pode ter ocorrido devido à observação do analista durante a leitura da temperatura no termômetro, assim como trocas de calor com o material utilizado. Esta experiência pôde facilitar a verificar o calor específico do alumínio e do ferro através de uso do calorímetro de água e aplicação de cálculos experimentais. Verificou-se que quando vários corpos a diferentes temperaturas se encontram em um recinto adiabático são produzidas trocas caloríficas entre eles alcançando a temperatura de equilíbrio ao certo tempo. Quando foi alcançado este equilíbrio é obedecido que a soma das quantidades de calor trocadas é zero.
HALLIDAY, D.; Resnick, R. - Física - Vol 2, Rio de Janeiro, Livros técnicos e Científicos.
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