TERMODINÂMICA: temperatura e calor

PRÁTICA 1 – TERMODINÂMICA: temperatura e calor

INTRODUÇÃO

Calor é um termo comum que em termodinâmica tem um significado especial. Em termodinâmica, calor é a energia transferida em conseqüência de uma diferença de temperatura. A energia flui na forma de calor de uma região de temperatura alta para uma região de temperatura baixa.

A energia transferida para um sistema é representada como q. Portanto, quando a energia interna de um sistema se altera somente por transferência de energia na forma de calor, temos: U = q

A energia transferida na forma de calor é medida em joules, J. Entretanto, em bioquímica e áreas relacionadas, uma unidade de energia que ainda é muito utilizada é a caloria (cal). Na definição original, 1 cal correspondia à energia necessária par elevar de 10C a temperatura de 1g de água. A definição moderna é: 1 cal = 4,184 J (exatamente). O sinal de q indica se calor entrou ou saiu do sistema. Se energia entra no sistema na forma de calor, a energia interna aumenta e q é positivo. Se energia deixa o sistema na forma de calor, a energia interna diminui e q é negativo. Um processo que libera calor para a vizinhança é chamado de processo exotérmico. Um processo que absorve calor é chamado de processo endotérmico.

È possível medir a energia transferida para um sistema na forma de calor, se soubermos a capacidade calorífica do sistema, C, que é a razão entre o calor fornecido e o aumento de temperatura que ele provoca: C = (q/T). A capacidade calorífica específica (também chamada de calor específico), Cs, é a capacidade calorífica dividida pela massa da amostra (Cs = C/m) e tem unidades de joules por grama por kelvin (J/g.K). Assim, o calor fornecido a um sistema pode ser calculado usando a equação q = m Cs T.

OBJETIVO

Estabelecer a relação entre calor e diferença de temperatura por meio da quantidade de calor transferida entre duas massas iguais de água, a diferentes temperaturas.

PARTE EXPERIMENTAL

Material necessário: Béquer; Termômetro; Gelo; Bico de bunsen; Tripé e tela de amianto; Tubo de ensaio; Suporte e garra;

Procedimento:

PARTE A (sistemas com temperaturas mais baixas):

1. Adicionar, em dois beckers, 50 mL de água (com auxílido de uma proveta);

2. resfriar a água do béquer 1, com ajuda de um banho de gelo, até que atinja temperatura entre 15 e 20 oC (medida com termômetro);

3. aquecer a água do béquer 2, com ajuda de um banho de água quente, em até atingir temperatura entre 40 e 45 oC;

4. Medir e anotar a temperatura da água nos bequers 1 e 2 e, imediatamente, despejá-los em outro bequer;

5. Medir e anotar a temperatura da água após ser misturada;

PARTE B (sistemas com temperaturas mais altas): Repetir o procedimento (PARTE A) para água a 60-65 oC e a 70-75 oC;

PARTE C:

1. Montar um sistema para aquecimento de água num béquer;

2. Colocar um tubo de ensaio