Calorimetro

Calorímetro

O calorímetro é um aparelho isolado termicamente do meio ambiente usado para fazer estudos sobre a quantidade de calor trocado entre dois corpos de temperaturas diferentes.

Quando estudamos os conceitos sobre equilíbrio térmico de duas ou mais substâncias, vimos que se esses corpos de temperaturas diferentes são colocados em contato, após algum tempo eles atingem a mesma temperatura. A explicação para esse fenômeno foi proposta por muito tempo se baseando em um modelo chamado de calórico. Nesse modelo, dizia-se que todos os corpos eram possuidores, interiormente, do calórico, que era uma substância fluida e invisível e de peso desconsiderável.

Ainda nesse modelo, dizia-se que quanto maior fosse a temperatura do corpo, mais calórico ele possuía em seu interior. Portanto, quando dois corpos com temperaturas diferentes eram colocados em contato, ocorria a passagem de calórico do corpo mais quente para o corpo mais frio, acarretando uma diminuição na temperatura do primeiro e um aumento na temperatura do segundo corpo. Dessa forma, o fluxo de calórico só parava quando os corpos atingissem o equilíbrio térmico. A ideia de calórico não durou muito tempo, sendo logo substituída por outra teoria mais plausível, na qual o calor é considerado como uma forma de energia.

Hoje sabemos que Calor é a energia transferida espontaneamente de um corpo para outro, em virtude, unicamente, de uma diferença de temperatura entre eles. Sabemos também que quando colocamos dois corpos com temperaturas diferentes em contato, isolados termicamente do ambiente, após algum tempo nota-se que eles estão em equilíbrio térmico. Sendo assim, podemos concluir que houve transferência de energia do corpo mais “quente” para o corpo mais “frio”, até que ambos apresentassem a mesma temperatura.

A fim de estudar as trocas de calor entre dois ou mais corpos, principalmente quando um deles está no estado líquido, é conveniente ter um recipiente adequado, que permita obter, de forma direta ou indireta, o valor das quantidades de calor trocadas entre os corpos. A esse tipo de recipiente, que facilita o contato térmico entre os corpos e dificulta as trocas de energia térmica com o meio externo, damos o nome de calorímetro.

Sendo assim, geralmente podemos dizer que todo recipiente isolado termicamente do ambiente externo é um calorímetro. O calorímetro pode ser usado para a determinação do calor específico das substâncias. Geralmente despeja-se água no seu interior e, após um curto intervalo de tempo, estando o sistema em equilíbrio térmico, coloca-se um corpo que se quer estudar dentro da água, com temperatura inicial diferente do sistema água-calorímetro. A figura abaixo mostra um exemplo básico de um calorímetro.

Referencia http://www.brasilescola.com/fisica/calorimetro.htm acessado dia 21/05/2014 as 21:00 hs

O calorímetro é um instrumento utilizado na medição de calor envolvido numa mudança de estado de um sistema, que pode envolver uma mudança de fase, de temperatura, depressão, de volume, de composição química ou qualquer outra propriedade associada com trocas de calor.

Tipos de calorímetros

Calorímetros isotérmicos

São aqueles em que idealmente não há variação de temperatura durante a experiência. Desta forma o que ocorre é a variação no fluxo de calor. Alguns aparelhos possuem termo pilhas para medir o fluxo de calor trocado no processo.

Calorímetros isoperibol

Um calorímetro isoperibol é aquele em que a temperatura do Meio é mantida constante, independentemente da temperatura do calorímetro propriamente dito, embora se tente que as diferenças de temperatura não sejam elevadas. Consequentemente, as trocas de calor entre o vaso calorimétrico e o Meio existem deliberadamente e, sendo devidamente controladas, a quantidade de calor permutado entre aqueles dois meios é conhecida e proporcional à diferença das respectivas temperaturas.

Calorímetros de Varredura Exploratória ou Calorimetria Exploratória Diferencial

Neste tipo de calorímetro, a temperatura no sistema calorimétrico ou a temperatura no meio podem variar de forma linear ou isotérmica e programada ao longo do tempo.

Equipamento para estudo das trocas de calor O calorímetro é um aparelho isolado termicamente do meio ambiente e muito utilizado nos laboratórios de ensino para fazer estudos sobre a quantidade de calor trocado entre dois ou mais corpos de temperaturas diferentes. É um recipiente de formato bem simples, construído para que não ocorra troca de calor entre o mesmo e o meio ambiente. Existem vários formatos de calorímetro, mas todos são constituídos basicamente de um recipiente de paredes finas que é envolvido por outro recipiente fechado de paredes mais grossas e isolantes. O calorímetro evita a entrada ou saída de calor assim como na garrafa térmica, por exemplo.

Nesse instrumento de estudo, são colocados dois acessórios: um termômetro e um agitador. Este último é muito utilizado quando se realiza estudos térmicos com líquidos como a água, por exemplo. Ele serve para agitar o sistema e fazer com que ele alcance o equilíbrio térmico mais rapidamente. Ao colocar dois corpos com diferentes temperaturas no interior de um calorímetro, acontecerá a troca de calor entre os mesmos até que o equilíbrio seja atingido. É muito comum falar que dentro de um calorímetro o calor cedido por um corpo é igual ao calor recebido pelo outro corpo. Através desta igualdade, podemos determinar várias grandezas térmicas de um material como, por exemplo, a capacidade térmica e o calor específico.

Fluxo de Calor

Para que um corpo seja aquecido, normalmente, usa-se uma fonte térmica de potência constante, ou seja, uma fonte capaz de fornecer uma quantidade de calor por unidade de tempo.

Definimos fluxo