Capacidade térmica
Eduardo B. M. Da silva Iago B. Vettorazzi, Ingrid C. Moreira e
Mariana R. M. Henriques
Física II – Engenharia de Alimentos – CCENS
Universidade Federal do Espírito Santo – UFES
2019/2 - Alegre-ES
Resumo. A presente prática tem como propósito determinar a capacidade térmica de um
calorímetro. Para isso foi determinada a massa e a variação de temperatura da água fria e
quente e empregou-se o valor tabelado de calor específico. Com base na teoria de que o
somatório das quantidades de calor deve ser igual a zero em um estado de equilíbrio
térmico determinou-se a capacidade calorífica. Foi concluído que a temperatura média de
equílibrio foi (51,2±0,5)℃ e a média da capacidade térmica do calorímetro foi de
(27,4±6,1)cal/℃.
Palavras chave: Equilíbrio térmico, Capacidade térmica, Calor específico.
1.
Introdução
Na física, o calor é uma forma de
energia transferida entre um sistema e o
seu ambiente, devido a uma diferença de
temperatura entre eles. Em uma situação
onde dois corpos de diferentes temperaturas
encontram-se em contato, o calor é
transmitido de um para o outro até o equilibrio
térmico.[1]
Históricamente, algumas descobertas e
exparimento têm gande relevância nesse
assunto:
1760 - Joseph Black: no estudo da fusão do
gelo descobre a noção de calor latente. Ele fez
a distinção entre temperatura e calor. [3]
1783 – Lavoisier e Laplace deram ao calor
específico o seu conceito atual. [3]
1798 - Construção do primeiro calorímetro.
[3] 1842 – Julius R. von Mayer propõe que a
energia de um sistema fechado é constante:
Principio da conservação da energia. [3]
1847 - James Joule determinou a
quantidade de trabalho necessária para gerar
uma quantidade determinada de calor. [3]
Além disso, mostra-se importante ter
em mente o conceito de capacidade
térmica para a realização do experimento,
que é a quantidade de calor que um corpo
necessita receber ou ceder para que sua
temperatura varie uma unidade.[1]
Quanto maior for a capacidade térmica
de um corpo, maior será a quantidade de
energia que deve ser fornecida ou retirada
deste corpo para provocar uma
determinada elevação ou redução de
temperatura. [2]
É calculado através da razão entre o
calor (Q) recebido ou cedido pelo objeto e
a variação de temperatura (△T) do corpo,
dado:
𝐶 = 𝑄
∆𝑇 (1.1)
Sendo que Q pode ser obtido a partir da
fórmula:
𝑄 = 𝑚𝑐∆𝑇 (1.2)
Onde tem-se o produto da massa (m) do
objeto, calor específico (c) e variação de
temperatura (ΔT).
De modo que, os calores específicos de
algumas substâncias são tabelados e a massa
pode ser obtida através da formula:
𝑚 = 𝑑 × 𝑉 (1.3)
Onde, d é densidade e V é volume.
2.
Procedimento Experimental
Para realização deste experimento
incialmente utilizou-se uma proveta com
capacidade de 250mL na qual adicionou-se
200mL de água fria no intuito de
determinar a sua massa, para isto mediu-se
a densidade através de um densímetro e
calculou-se o produto do volume pela
densidade, com suas respectivas incertezas.
Logo após, metade dessa água foi
descartada e o restante foi despejado no
calorímetro e agitado suavemente. Após 3
minutos, tempo necessário para que a água
entrasse em equilíbrio térmico com o
