Determinação da constante calorimétrica do calorímetro, bem como a sua temperatura

OBJETIVO

Determinar a constante calorimétrica de um calorímetro e também sua temperatura.

MATERIAL UTILIZADO

Calorímetro;

Termômetro;

Béquer;

Aquecedor elétrico;

Proveta;

Garra tipo tesoura.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Temos que o calor é uma das duas formas disponíveis para se transferir energia de um sistema a outro e expressa a quantidade de energia transferida através da fronteira comum aos sistemas.

Temos que energia é uma das duas grandezas físicas necessárias à correta descrição do inter-relacionamento (sempre mútuo) entre dois entes ou sistemas físicos. A segunda grandeza é o momento. Os entes ou sistemas em interação trocam energia e momento, mas o fazem de forma que ambas as grandezas sempre obedeçam à respectiva lei de conservação.

Então, se calor é energia, podemos afirmar que o calor obedece à lei de conservação.

Em física, a lei ou princípio da conservação de energia estabelece que a quantidade total de energia em um sistema isolado permanece constante. Uma consequência dessa lei é que energia não pode ser criada nem destruída: a energia pode apenas transformar-se.

Como o calor é a energia térmica em trânsito, sua quantidade pode ser medida com a mesma unidade que medimos energia. No sistema Internacional de unidades, (SI), a quantidade de calor é medida em Joule (J). Contudo, usa-se com frequência a unidade denominada caloria (cal).

A caloria é a quantidade de calor necessária para a temperatura de 1 grama de água, sob pressão normal, se elevar de 14,5°C para 15,5°C.

1 cal = 4,158 joules (I)

A quantidade de calor trocado (cedida ou recebida) por um corpo é proporcional a sua massa, do material de que é constituído o corpo e da variação de temperatura que o corpo sofre. Esta quantidade de calor é dada pela equação abaixo:

Q = m.c.∆T (II)

Onde Q é a quantidade de calor trocado, m é a massa do corpo, c é uma constante chamada calor específico e, ∆T é a variação de temperatura.

De acordo com a lei da conservação:

Capacidade térmica ou capacidade calorífica é a grandeza física que determina o calor que é necessário fornecer a um corpo para produzir neste uma determinada variação de temperatura.

A capacidade térmica caracteriza o corpo, e não a substância que o constitui. Dois corpos de massas e de substâncias diferentes podem possuir a mesma capacidade térmica. Dois corpos de massas diferentes e de mesma substância possuem capacidades térmicas diferentes.

A grandeza que caracteriza uma substância é o calor específico.

Uma substância é qualquer espécie de matéria formada por átomos de elementos específicos em proporções específicas.

O calor específico é uma grandeza física que define a variação térmica de determinada substância ao receber determinada quantidade de calor. Também é chamado de capacidade térmica mássica. É constante para cada substância em cada estado físico. Pode-se dizer que o calor específico caracteriza uma substância (em determinado estado físico).

DESENVOLVIMENTO

Inicialmente mediu-se a temperatura da água antes que fizesse o experimento, valores esses poderão ser encontrados na tabela 1.

Mediu-se também numa proveta 100 ml de água que foi colocado dentro do Calorímetro e posteriormente foi adicionada mesma quantidade em um béquer.

A água contida no béquer foi aquecida e seus respectivos valores podem ser conferidos também na tabela 1.

Chegando ao fim da temperatura que era esperada T2, retirou-se a água que fora aquecida no béquer e colocada imediatamente no calorímetro e aguardou-se o sistema entrar em equilíbrio térmico e registrar a temperatura Tf