Determinar o Latente de fusão do gelo (L)

UNIVERSIDADE DO GRANDE RIO - “Prof. José de Souza Herdy”

UNIGRANRIO - ESCOLA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

FÍSICA EXPERIMENTAL

Relatório de prática: Determinar o Latente de fusão do gelo (L)

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SUMÁRIO

OBJETIVO 3

INTRODUÇÃO TEÓRICA 3

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 4

APRESENTAÇÃO E TRATAMENTO DE DADOS 5

RESULTADOS E DISCUSSÕES 6

CONCLUSÃO 7

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 8

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OBJETIVOS:

• Determinar C (capacidade térmica).
• Determinar massa (m) do gelo.

 

INTRODUÇÃO TEÓRICA:

Calor latente de fusão: quando há mudança de estado sólido para o líquido, a quantidade de calor que está sendo fornecida, não é para aumentar a temperatura, mas sim para fundir a substância. Enquanto não houver fundido toda a substância, a temperatura permanece constante. Então para que está servindo este calor fornecido? Está servindo para romper as ligações entre as moléculas em um sólido cristalino, por exemplo, gelo.

Calor latente de fusão de uma substância é a quantidade de calor necessária para fundir completamente uma unidade de massa da substância quando ela estiver na temperatura de fusão.

Notação: L calor latente de fusão

Expressão: L = Q / m (5.1)

Unidade de calor latente: U(L) = U(Q) / U (m) = 1 cal / g

Sendo o calor latente do gelo é 80 cal/g, significa que são necessárias 80 cal para fundir 1,0 g de gelo.

Observação: Durante a solidificação, a água cederá a mesma quantidade de calor que recebeu durante a fusão; portanto o calor latente de solidificação é igual ao da fusão.

DETERMINAÇÃO DO CALOR LATENTE DE FUSÃO DO GELO

O método utilizado é o método das misturas. Aquecendo uma quantidade de água está é colocada no calorímetro. Colocando gelo no calorímetro, o gelo vai ganhar calor da água e do calorímetro, ocorrendo a fusão total desta quantidade de gelo, atingindo a temperatura de equilíbrio térmico. Pelo princípio da conservação de energia:

Qganho = Qperdido , sendo:

Qperdido = Qágua + Qcalorímetro, e,

Qganho = Qgelo (fusão) + Qágua (decorrente da fusão do gelo)

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

Material utilizado:
Termômetro Calorímetro Cubos de gelo Água quente Água da torneira Balança Becker Proveta	[pic 1]

Primeiramente foi medida a temperatura da água de torneira e achado 21,5°C, depois foi medido a temperatura da agua quente, que foi de 39°C. Com a temperatura da água da torneira e da água quente medidas, foram misturadas as águas dentro do calorímetro tampado para evitar a troca de calor com o meio externo e inserido o termômetro no calorímetro pelo furo da tampa.

Foi esperado até a temperatura da água se estabilizar, pois, nesse momento o termômetro estava marcando a temperatura de equilíbrio, onde o termômetro marcava 31°C. Esse experimento foi repetido por mais duas vezes.

Em seguida foi medida novamente a temperatura da água de torneira e achado 23°C. A água e um cubo de gelo foram colocados no calorímetro tampado para evitar a troca de calor com o meio externo e inserido o termômetro no calorímetro com gelo pelo furo da tampa.

Foi esperado até a temperatura do gelo se estabilizar, pois, nesse momento o termômetro estava marcando a temperatura de fusão do gelo, onde o termômetro marcava 7°C.

Foram medidos também a massa antes e depois do gelo derreter, sendo a inicial m = 50g e a final m = 50g. O experimento foi repetido com dois cubos de gelo.

APRESENTAÇÃO E TRATAMENTO DE DADOS:

Para determinar a capacidade térmica, colhemos três amostras:

	Amostra 1	Amostra 2	Amostra 3
Temperatura da água da torneira	21,5 ºC	21,5 ºC	21,5 ºC
Temperatura da água quente	39 ºC	49ºC	37 ºC
Tfria + Tquente	31 ºC	35 ºC	30 ºC
Massa da água	50g	100g	100g

CÁLCULOS:

50.1.(39-31) = (C + 50.1).(31 – 21,5) 400 = 9,5C + 475 C = -7,89 cal/ºC	100.1.(49-35)=(C + 100.1).(35 – 21,5) 1400 = 13,5C + 1350 C = 3,7 cal/ºC	100.1.(37-30)=(C + 100.1).(30 – 21) 700 = 9C + 900 C = -22,22 cal/ºC
c = [pic 2] c = 0,106  cal/g°C	c = [pic 3] c = 0,05   cal/g°C	c = [pic 4] c = 0,3   cal/g°C