Calor Específico

Resumo: Este artigo tem como objetivo o aprofundamento no conhecimento de calor específico por meio da prática de aquecimento de água com pedra britada com o calor de uma chama.

Palavras-chave: calor específico, água, pedra britada; chama

1. Introdução

Cada tipo de matéria tem um calor específico, podendo haver uma grande diferença ou pouco diferença entre si. O calor específico define a variação térmica de uma determinada substância, com objetivo de entender melhor o seu comportamento perante o calor que lhe é exposto.

No experimento realizado, o objetivo foi de realizar a medição do calor específico da pedra britada, realizando seu aquecimento em um recipiente com água sendo aquecido pelo calor de uma chama.

2. Método de cálculo

Com os materiais em mãos, foi iniciado o processo do experimento para o cálculo do calor específico da pedra britada.

Foi utilizado um recipiente, 100 gramas de água, 40 gramas de pedra britada, termômetro, cronometro e um fluxo de calor dado por uma chama.

2.1 O experimento

Primeiramente foi colocado em um recipiente 100,95 gramas de água, da qual foi colocada sobre uma chama para o aquecimento. A temperatura inicial da água estava em 20ºC, da qual foi aquecida até 30ºC levando um tempo de 3 minutos e 57 segundos.

Na segunda instância, quando a temperatura chegou a 30º, foi colocado 40,19 gramas de pedra britada dentro desde recipiente com água e colocado novamente na chama. Sua temperatura inicial era 30ºC e foi realizado o aquecimento até 40ºC, levando um tempo médio de 3 minutos e 21 segundos.

2.2 Cálculos

Com estas informações é possível realizar o cálculo, utilizando-se das seguintes fórmulas:

Q=m.c.(Tf-Ti)

Q=q.(tf-ti)

Sendo que Q= quantidade de calor, m= massa, c= calor específico, Tf= temperatura final, Ti= temperatura inicial; q= quantidade de calor por segundo; tf= tempo final; ti= tempo inicial.

Primeiro foi calculado a quantidade de calor para aquecer 10ºC a água, utilizando o seu calor específico igual a 1, segue o cálculo abaixo:

Q=m.c..(Tf-Ti)

Q=100,95.1.(30-20)

Q= 1009,5 cal

Com isto, é possível calcular a quantidade de calor por segundo. Temos o tempo que levou para aquecer 10ºC que é igual a 3 minutos e 57 segundos. Transformando tudo isso em segundos fica igual a 237 segundos. Para o cálculo do “q”, basta dividir a quantidade de calor pelo tempo:

q=Q/t

q=1009,5/237

q=4,26 cal/s

Seguindo a linha do cálculo, agora que possuímos o valor de “q” podemos calcular a quantidade de calor necessária para o aquecimento da pedra utilizando a seguinte fórmula:

Q=q.(tf-2ti)

Para tf, utilizamos o tempo do processo do início ao fim ficando: