O Relatório de Calorimetria

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Instituto de Ciência e Tecnologia

São José dos Campos

Calorimetria

Bruna Padovan Marcondes dos Santos R.A.: 104767

Clara Alves Campos R.A.: 104099

Karoline do Carmo Meirelles Teixeira R.A.: 103229

Letícia Aparecida Teixeira da Silva R.A.: 104109

São José Dos Campos, 17 de novembro de 2015

Sumário

Introdução        2

Resultados e Discussões        3

A.        Calor de combustão da vela        3

B.        Calor de solidificação da Parafina        7

Fontes de Erro        9

Conclusão        10

Introdução

A  energia de um sistema pode ser modificada sem ser necessária a realização de um trabalho. Para isso ser possível, é necessário que haja uma transferência de calor entre os corpos ou sistemas. A calorimetria é o estudo dessa troca de calor, sendo, nesse caso, o conceito de calor como a transferência de energia térmica de um sistema para outro.

Tais trocas de calor irão acarretar em uma variação da temperatura e para
calcular essa quantidade de calor trocado,usa-se a equação fundamental da calorimetria:

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onde a quantidade de calor trocado(Q) está relacionada com a massa (m), o calor específico (c) e a variação de temperatura do corpo (ΔT). [1]

Além disso, a calorimetria possui algumas propriedades importantes, são elas: os corpos em temperaturas diferentes irão trocar calor entre si, uns irão perder energia para ceder a outro tendendo sempre a se estabelecerem a uma mesma temperatura, chamada de temperatura de equilíbrio térmico. Outro princípio, é o de igualdade das trocas de calor(Princípio da Conservação da Energia) garante que a energia total envolvida nesse processo é constante, a soma algébrica das quantidades de calor cedidas (ΣQc) e recebidas (ΣQr) deve ser nula:

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E, o conceito fundamental aplicado a calorimetria é o de calor específico, que é definido como sendo a quantidade de calor necessária para aumentar 1Cº ou 1K a temperatura de 1 grama do mesmo.[2]

No experimento, foi analisado o calor liberado na combustão de uma vela que será transmitido para a água do calorímetro, aumentando a sua temperatura. E

o calor liberado durante a solidificação da parafina que será transmitido para a água do béquer, aumentando sua temperatura.

O calor de combustão é a quantidade de calor liberada (variação de entalpia) pela queima de um mol de substancia a 25°C e 1 atm de pressão, sendo que todas as substâncias da reação estão no estado padrão.A variação de entalpia é obtida a partir da diferença da entalpia dos produtos pela entalpia dos reagentes

Por ser uma reação que libera calor, ela é exotérmica e o calor de combustão é negativo, ou seja, a energia dos reagentes é sempre maior do que a dos produtos.A variação de entalpia (ΔH) é negativa.

Já o calor de solidificação, transformação física exotérmica de uma substância quando há a transição de fase na qual esta passa de seu estado líquido para sólido. Nesse caso, a formula para calcular a  quantidade de calor é:

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sendo (m) a massa a ser solidificada e (l) o calor latente de solidificação de uma propriedade específica de cada matéria [3].

Esse experimento foi realizado utilizando calorímetros, um instrumento utilizado na medição de calor envolvido numa mudança de estado de um sistema, que pode envolver mudança de fase, de temperatura, de pressão, de volume ,de composição química ou qualquer outra propriedade associada com trocas de calor.

Resultados e Discussões

1. Calor de combustão da vela

O calorímetro foi montado a partir de uma lata de leite em pó maior, uma vela e uma lata de refrigerante com metade de seu volume com água.

Os valores obtidos do experimento estão na tabela a baixo, com as suas respectivas massas:

Tabela 1: Massas obtidas experimentalmente sobre o calor de combustão da vela

Materiais	Massas (g)
Massa do sistema vela + lata maior antes de queimar	81,38
Massa do sistema vela + lata maior depois de queimar	81,16
Massa da lata de refrigerante vazia	12,97
Massa da lata de refrigerante com água	148,78

 Os valores obtidos da temperatura da água foram:

Tabela 2: Temperaturas da água no experimento sobre o calor de combustão

	Temperatura (ºC)
Água antes do aquecimento	23
Água após o aquecimento	35

Considerando ainda os valores do calor específico abaixo:

Tabela 3: Valores dos calores específicos

	Calor Específico (cal/gºC)
Água	1,00
Lata	0,10

Com os dados acima se pode calcular a quantidade de calor absorvido tanto da lata como o da água, a partir de:

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No qual, o Q é a quantidade de calor (cal), m é a massa (g), e t é a variação da temperatura (ºC).

Como,

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Temos que a variação da temperatura foi de 12ºC.

• Cálculo da quantidade de calor

- Para água

Sabendo que,

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Então, a quantidade de calor da água é:

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- Para lata

Sabendo que,