Conceito de ciência Calorimetria

1. INTRODUÇÃO

Na natureza encontramos a energia em diversas formas. Uma delas, que é muito importante, é o calor. Para entendê-lo, pense em uma xícara de café quente sobre a sua mesa. Após algum tempo esse café estará frio, ou melhor, com a mesma temperatura que o ambiente. Esse fenômeno não é uma exclusividade da xícara de café quente, mas ocorre com todos os corpos que estão em contato de alguma forma e com temperaturas diferentes.

Calorimetria é a ciência que estuda calor. Calor é uma forma de energia em trânsito, ou seja, é a energia transferida de um corpo de maior temperatura para um corpo de menor temperatura. Em um sistema isolado, o calor é transferido de um corpo de maior temperatura para um corpo de maior temperatura ate que o equilíbrio térmico seja atingido.

Quando um determinado corpo troca energia em forma de calor com outro determinado corpo, esta energia trocada pode provocar uma variação de temperatura, se tivermos ainda m em gramas de uma certa substância, e ainda c o seu calor especifico podemos correlacionar assim:

Q = m.c.∆T (eq. 1)

Onde:

• Q é a quantidade de calor,

• c é o calor especifico que é a quantidade necessária para que 1g de uma substancia sofra variação para 1ºC.

• ∆T a variação de temperatura.

Já a capacidade térmica depende diretamente da massa do corpo e, portanto, pode ser calculada da seguinte forma:

C =c.m

Daí pode-se concluir então que:

Q= C. ∆T

ou seja,

Q= m.c. ∆T = C. ∆T

Uma amostra de água de massa m, de uma substancia de calor específico c, aquecida a uma temperatura T, seja mergulhada em uma massa m’ de água contida em um calorímetro, cujas paredes são adiabáticas, não permite trocas de calor com o exterior, de capacidade térmica C. A água e o calorímetro estão inicialmente à temperatura T0 < T. Após estabelecer-se o equilíbrio térmico, o sistema atinge a temperatura Tf, a quantidade de calor perdida pela amostra de água quente será cedida à água fria e ao calorímetro, de modo que:

Qcalorimetro+ Qágua fria+ Qágua quente = 0

recebe recebe perde

Temos,

[m.c.(Tf+Ti)]aq + [m’.c.(Tf+Ti)]af + [C (Tf+Ti)]cal = 0

Em que:

m: massa da água quente

m’: massa da água fria

c: calor especifico

Ti: temperatura inicial

Tf: temperatura final

C: Capacidade térmica do calorímetro