O Calor e fusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

LABORATÓRIO DE FÍSICA II FSC5142

CALOR DE FUSÃO

Introdução

Com o experimento Calor de Fusão, temos como objetivo;

1- Medir o calor de fusão do gelo

2- Identificar o equipamento e explicar seu funcionamento

3- Interpretar os dados e resultados experimentais

Teoria:

Quando ocorre uma mudança de fase, a temperatura se mantém constante, mesmo com a quantidade de calor no sistema aumentando ou diminuindo. A razão entre a variação de calor durante a mudança de fase pela massa é denominada calor latente (L), e respeita a equação:

[pic 1]

Analisando a equação, verificamos que o calor latente corresponde a quantidade de calor necessária para uma determinada massa mudar de fase.

Partindo da conservação de energia, obtemos que:

[pic 2]

Considerando um calorímetro feito de alumínio e que a substância usada no experimento é a água:

[pic 3]

Tal expressão corresponde a um experimento onde se coloca água (a uma temperatura inicial) no calorímetro, que impede a transferência de calor com o meio externo, em seguida coloca-se gelo, que vai fazer com que a temperatura diminua por um determinado período, até o gelo derreter por completo, deixando o sistema em uma temperatura final. Conhecendo as informações das massas, temperaturas e calores específicos, conseguimos determinar o calor latente do gelo.

[pic 4]

Parte Experimental

Para este experimento foi utilizado os seguintes materiais:

• Calorímetro, que contem um recipiente na parte interna e um agitador;
• Termômetro;
• Gelo e água;
• Cronometro;

Com os materiais preparados e todas as medidas feitas e anotadas, iniciamos o experimento aquecendo 500g de água aproximadamente 5 graus acima da temperatura ambiente, que ira para o calorímetro. Com a tampa fechada e o termômetro encaixado e encostando na água começamos a anotar a sua temperatura de 2 em 2 minutos anotando na tabela II.

Quando finalizar os 40 minutos, jogaremos o gelo à 0 graus Celsius na água junto ao calorímetro, anotando a temperatura de 30 em 30 segundos ate ela começar a aumentar.

Assim que a temperatura subir, começamos a medir ela de 1 em 1 minuto sempre anotando os dados na tabela II.

Tabela I

Mr(g)	110,74	(Mr + M H₂O + Mg) (g)	656,65
(Mr + M H₂O) (g)	594,26	Mg (g)	62,39
M H₂O (g)	500	Ta (⁰C)	22

Tabela II

t	T(⁰C)	t	T(⁰C)
00:00:00	27	00:41:30	12,1
00:02:00	26,4	00:42:30	13,0
00:04:00	26,3	00:43:30	13,3
00:06:00	26,3	00:44:30	13,5
00:08:00	26,2	00:45:30	13,7
00:10:00	26,2	00:46:30	13,9
00:12:00	26,1	00:47:30	14,3
00:14:00	26,1	00:48:30	14,3
00:16:00	26,0	00:49:30	14,4
00:18:00	26,0	00:50:30	14,5
00:20:00	25,9	00:51:30	14,5
00:22:00	25,9	00:52:30	14,6
00:24:00	25,8	00:53:30	14,7
00:26:00	25,8	00:54:30	14,7
00:28:00	25,7	00:55:30	14,8
00:30:00	25,7	00:56:30	14,8
00:32:00	25,7	00:57:30	14,8
00:34:00	25,6	00:58:30	14,9
00:36:00	25,6	00:59:30	14,9
00:38:00	25,5	00:60:30	14,9
00:40:00	25,5	00:61:30	15,0
00:40:30	16,3	00:62:30	15,0
00:41:00	11,9

Cálculos:

Reta 1:
Reta 2:
Reta 3:
Reta “Temperatura Ambiente”: [pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

A Interseção entre  e :
[pic 9][pic 10][pic 11]

A Temperatura inicial será  com :
[pic 12][pic 13][pic 14]

A Temperatura final será  com :
[pic 15][pic 16][pic 17]

...