A DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO

DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO.

CENTRO DE ENSINO SUPERIOR DOS CAMPOS GERAIS.

SAMPAIO, Luis Paulo; DUTRA, José Carlos; AURÉLIO, Marco; SILVA Simone;

BUENO, Willian; NUSDA, Felipe; SANTOS, Rosalvo.

Resumo: Este experimento tem como finalidade determinar o calor específico de um corpo sólido utilizando o método das misturas.

1. Introdução:

O calor específico é definido como sendo a quantidade de calor necessário para elevar a temperatura em de uma unidade de massa da substancia em um grau. A quantidade de calor que é absorvida ou libertada, quando um corpo é aquecido, é proporcional à variação de temperatura e à sua massa; sendo que o calor específico c do corpo varia conforme o material.

A tabela 1 abaixo contém valores aproximados do calor específico de algumas substâncias.

Fonte: http://www.infoescola.com/fisica/calorimetria/ acessado em 02 de novembro de 2013.

Tabela 1- Calor específico de algumas substâncias.

Quando a troca de energia com outro corpo, a quantidade que é absorvida ou libertada pelo sistema depende das condições em que se executa o processo.

O conceito de sistema fechado – aquele que não troca energia com o ambiente – também é extremamente importante. De acordo com a “Lei Zero da Termodinâmica”, quando dois ou mais corpos com diferentes temperaturas estão em um sistema fechado, ambos trocam calor até que atinjam a mesma temperatura, ou seja, até que o equilíbrio térmico se estabeleça. Sendo assim, o módulo da quantidade total de calor cedido, é igual à quantidade total de calor recebido. Isso quer dizer que quando duas ou mais substância em temperaturas diferentes são postas em contato em um sistema isolado, elas atingirão o equilíbrio térmico após certo período de tempo. Isso ocorre, pois o calor se transfere da substância mais quente para a mais fria até todos os materiais estejam na mesma temperatura. Podendo ser calculado através da fórmula1 descrita abaixo.

C.(Tf - T1i) + mágua1 . cágua .(Tf - T1i) = mágua2 . cágua . (T2i - Tf) Fórmula (1)

Essa é a base para o método de calorimetria através de mistura, que utiliza um calorímetro contendo água, numa temperatura conhecida, e neste sistema é introduzido, numa dada temperatura, um corpo feito da substância cujo calor específico se deseja medir. Após a medição da temperatura de equilíbrio do sistema, um balanço nas transferências de calor possibilita determinar o calor especifico da substância do corpo imerso.

Este experimento é descrito em praticamente todos os livros que tratam de termodinâmica básica. Alguns destes livros observam, entretanto, que parte do calor disponível é transferida para o meio ambiente o que acarreta erros experimentais. Mesmo com erros, uma vez conhecida uma estimativa razoável do calor específico, o experimento poderia ser refeito impondo-se a condição de que o sistema água/calorímetro tenha uma temperatura previamente determinada, abaixo da temperatura ambiente, de forma a compensar perdas na parte final do processo. Uma pesquisa bibliográfica mais minuciosa indica que existem vários arranjos engenhosos para considerar perdas de calor em um calorímetro usado na medição do calor específico de uma substância.

Através da fórmula1, é possível obter o calor específico(c) de um corpo, utilizando a massa da água (Mágua), temperatura final (TF), temperatura inicial (TI) e a massa do peso (Mp).

Mágua.C.(TF-Ti)+C.(TF-Ti)+Mp.C.(TF-Ti)=0 Fórmula (2)

2. Materiais e Métodos

2.1 Materiais Utilizados

Calorímetro, termômetro, Béquer, proveta, água, ebulidor, peso de metal, cronômetro e dinamômetro.

2.2 Metodologia

Para calcularmos o calor específico do corpo, primeiramente foi verificado o calor específico do calorímetro, repousando o termômetro de 4 a 5 minutos no mesmo. Utilizando o copo de Becker, foram medidos 150 ml de água verificada a sua temperatura inicial e, em seguida, colocada no calorímetro.

Novamente foram medidos 150 ml de água. Esta, foi aquecida com um ebulidor a determinada temperatura e adicionada ao calorímetro. Após sua estabilidade foi medida sua temperatura