CURVA DE AQUECIMENTO

1. Introdução

Um corpo é constituído de partículas que estão em constante movimento e a energia associada a este movimento poderá variar dependendo entre os fatores da sua temperatura. Se dois corpos com diferentes temperaturas são colocados juntos e isolados termicamente, após algum tempo verificaremos que eles estarão em equilíbrio térmico e poderemos afirmar que o corpo inicialmente mais quente perdeu energia para o mais frio, portanto, ocorrera transferência de energia entre os corpos até que ambos apresentassem mesma temperatura.

A transferência de energia entre os corpos recebe o nome de calor, que é uma forma de energia em trânsito, sendo determinada pela diferença de temperatura entre dois sistemas. O calor indica a energia que está se transferindo e não a energia que o corpo possui. É o Joule (J) a unidade de quantidade de calor (Q) no sistema internacional, é utilizada também a caloria, em relação à unidade anterior é: 1 cal = 4.1868 J.

2. Objetivo

Medir a quantidade de calor fornecida a uma determinada massa de água, dada à variação de temperatura da mesma em um intervalo de tempo.

3. Materiais utilizados

Becker

Termômetro

Cronômetro

Ebulidor (resistência para a fonte de calor)

4. Descrição da Experiência

Experiência realizada em sala de aula no dia 11 outubro de 2011, ministrada e executada pelo professor Ilomar, onde os alunos coletaram os dados obtidos na leitura da temperatura no termômetro para calcular a quantidade de calor fornecido, levantar a curva de aquecimento da água e os demais objetivos da experiência.

Foi utilizado um becker preenchido com 600 ml de água e com a imersão de um ebulidor e um termômetro. A experiência iniciou-se com água a temperatura ambiente de 24°C. Após o professor ligar o ebulidor na rede elétrica um integrante de cada grupo com intervalos de um minuto fazia a leitura da temperatura da água no termômetro e anotava os dados. A água fora aquecida por 07 minutos e alcançou a temperatura de 97°C e o ebulidor fora desligado. Após o desligamento do ebulidor as leituras da temperatura continuaram por mais 9 minutos. Concluiu-se a experiência no dia 13 de outubro com a leitura de 540 ml do volume final da água.

5. Volume (massa) da água

Iniciamos a experiência com o volume da água em 600 ml. Após o experimento e o equilíbrio da temperatura da água com o meio ambiente o volume final ficou em 540 ml.

6. Massa de Água Evaporada

Ao final do experimento o becker foi levado ao almoxarife da Faculdade para finalização da experiência, onde a temperatura da água entraria em equilíbrio com a temperatura do meio ambiente e desta forma não haveria evaporação e com isso poderíamos ler o volume da água e calcular a massa evaporada, que fora de 60 g.

MEV = Massa evaporada

MF = Massa final da água

MI = Massa inicial da água

M_EV = |M_F-M_I | □(⇒┬ ) (01)

|540-600| □(⇒┬ ) MEV = 60 g

7. Curva de aquecimento da água

A quantidade de energia recebida ou transferida de um sistema atua diretamente nas características de um estado físico podendo alterá-lo e provoca mudanças no estado de agregação das moléculas, levando o sistema a evoluir para outro estado físico.

Pode-se verificar no experimento realizado, que na passagem do estado liquido para o gasoso, foi necessário fornecer energia ao sistema, pois neste caso o sistema evoluiu para um estado de maior energia interna. Deduzimos então que para a transformação inversa do estado gasoso para o liquido é necessário retirar energia do sistema.

8. Quantidade de calor fornecido até o aquecedor ser desligado

Q1 = quantidade de calor fornecido

M = massa da substância (água)

Δt = variação da temperatura

c = coeficiente do calor especifico (água)

Q1 = m.c.Δt (02)

∴

Q1 = 600.1.(97-24) = 43.800 cal

9. Quantidade de calor fornecido durante a evaporação da massa da água.

Q2 = quantidade de calor fornecida

Mev = massa evaporada

L = calor latente de vaporização

Q2 = mev.L (03)

Q2 = 0,06.2,26x106

Q2