FISICO QUIMICA

Este relatório irá abordar conceitos sobre calorimetria, sabe-se que a calorimetria estuda o fenômeno da transferência de energia de um corpo para outro na forma de calor.

Ao decorrer da aula prática, realizada no laboratório de Química da UTFPR no dia 5 de abril de 2010, foi realizado um experimento com o intuito de determinar o calor especifico de alguns metais.

Cada material possui calor específico característico. Quando colocado um metal e água dentro de um calorímetro com diferença de temperatura, ocorrerá troca de calor entre os corpos. A quantidade de energia transferida é a quantidade Q de calor trocado, se o sistema se encontrar isolado de outras formas de transferência de energia.

Essa transferência de calor se faz do corpo com maior temperatura para o corpo com menor temperatura. Assim diz o Segundo Princípio da Termodinâmica.

2. Revisão Literária

2.1 Calorimetria

Como o próprio nome indica, CALORIMETRIA é a medida das quantidades de calor liberadas ou absorvidas durante os fenômenos que observamos [1].

2.1.1 Calor

Quando são colocados em contato dois ou mais corpos que se encontram em diferentes temperaturas, observa-se que, após certo intervalo de tempo, todos atingem uma temperatura intermediária entre as temperaturas iniciais. Durante esse processo, ocorre uma transferência de energia térmica dos corpos de maior temperatura para os de menor temperatura. Essa energia térmica em trânsito denomina-se calor [2].

2.1.2 Unidades de Quantidade de Calor

Caloria (cal) é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1g de água de 14,5°C a 15,5°C, sob pressão normal [2].

No SI, a unidade de quantidade de calor é o joule (J)

A relação entre a caloria e o joule é: 1cal = 4,186 J [2].

2.1.4 Calor Específico

É a quantidade de calor, característica de cada substância, necessária para que 1g de substância sofra variação de temperatura de 1°C [2].

O calor específico de uma substância varia com a temperatura, aumentado quando esta aumenta. Entretanto, consideraremos, para simplificar, que o calor específico não varia com a temperatura [2].

2.1.5 Capacidade térmica

É o quociente entre a quantidade Q de calor recebida ou cedida por um corpo e a correspondente variação de temperatura [2].

Q =C.T (1)

2.2 O Segundo Princípio da Termodinâmica. Essa lei foi enunciada pelo físico francês Sadi Carnot, e estabelece restrições para a conversão de calor em trabalho, realizadas pelas máquinas térmicas. Segundo Carnot para que ocorra conversão contínua de calor em trabalho, uma máquina térmica deve realizar ciclos contínuos entre a fonte quente e a fonte fria, as quais permanecem em temperaturas constantes. A cada ciclo realizado é retirada uma quantidade de calor da fonte quente, parte desse calor é convertida em trabalho e a outra parte é rejeitada para a fonte fria. [3].

3. Objetivo

A realização desta prática tem por objetivo determinar o calor específico de metais: cobre, ferro e alumínio.

4. Materiais e Métodos

Materiais

• Calorímetro rudimentar

• Béquer (150 mL)

• Proveta (100 mL)

• Água

• Peça de metal

• Termômetro (-10 °C a 110 °C)

• Bico de Bunsen com suporte e tela de amianto

Método

Colocou-se 100 mL de água (medidos com a proveta) que corresponde a 100 g de água no calorímetro e mediu-se a temperatura inicial da água. Determinou-se a massa de cada metal utilizado em uma balança analítica. Colocou-se a peça de metal no béquer com água (aproximadamente 80 mL) e aqueceu-se o conjunto até atingir a temperatura de ebulição. Mediu-se a temperatura que será a temperatura inicial da peça de metal. Após a transferência da peça da água em ebulição para o calorímetro, tampou-se o calorímetro. Resfriou-se o termômetro em água corrente antes de introduzi-lo no calorímetro. Agitou-se a água do calorímetro até a temperatura ficar constante, ou seja, atingir o equilíbrio térmico. Mediu-se a temperatura.

5. Resultados