Atividade Prática – Calor Específico dos Sólidos Calorimetria

ATIVIDADE PRÁTICA – CALOR ESPECÍFICO DOS SÓLIDOS CALORIMETRIA

INTRODUÇÃO
Calor específico de uma substância é uma grandeza física que define a variação térmica, variação da temperatura, desta substância ao receber determinada quantidade de calor. Pode ser chamado de capacidade térmica mássica, pois não depende da massa de substância e sim do material que é feito. O calor específico é um valor constante para cada substância em cada estado físico (sólido, líquido ou gasoso).
Pode-se dizer que o calor específico caracteriza uma substância em determinado estado físico.
É possível calcular o calor específico (c) de uma substância a partir da capacidade térmica (C) de um objeto composto por ela e da massa (m) desse corpo.

Também é possível determinar o calor específico de uma substância a partir da quantidade de calor cedida (Q) a um corpo dessa substância, da variação da temperatura (∆T) que ele sofre, e da massa desse corpo.

Ou ainda atraves da relação da troca de calor entre substâncias. Onde a somatório das trocas de calor deve ser igual a zero.

Abaixo na tabela encontra-se algumas substâncias e seus respectivos valores de calor específico.

Tabela 1 – Calor específico de algumas substâncias

OBJETIVOS
• Determinar o calor específico de um sólido aplicando os princípios da calorimetria.

MATERIAL
Necessário o kit que será disponibilizado pelo polo (Kit 25 – Física: Termodinâmica e Calorimetria ou o Kit 22 – Calorímetro)
• Termômetro;
• Calorímetro;
• Copo de béquer 250 mL;
• Cilindro de alumínio (corpo de prova);
• Cilindro de aço (corpo de prova) m = 23,18 g;
• Proveta 100 mL;
• Garrafa térmica com água quente (levar de casa);

ROTEIRO EXPERIMENTAL
1. Meça 100 mL de água com a proveta e coloque no calorímetro, posicionando o termômetro no mesmo.
2. Aguarde o equilíbrio térmico e anote na tabela o valor da temperatura inicial da água dentro do calorímetro Ti da água.
3. Meça a massa do cilindro de alumínio utilizando a balança digital, anote este valor; mAL = 27,05 g.
4. Coloque 50 mL de água quente dentro do copo de béquer.
5. Com a massa do cilindro de alumínio já medida, mergulhe-o dentro do copo de béquer com água quente e monitore a temperatura utilizando o termômetro.
6. Aguarde o equilíbrio térmico, anote a temperatura e retire o cilindro de alumínio mergulhando-o imediatamente dentro do calorímetro com água. A temperatura anotada é a temperatura inicial Ti do cilindro de alumínio, anote este valor.
7. Monitore a temperatura e aguarde até que não haja mais variação, neste momento teremos o equilíbrio térmico entre a água do calorímetro e o cilindro de alumínio, anote está temperatura que será a temperatura final da mistura. Este valor é tanto a temperatura final Tf da água como do cilindro de alumínio.
8. Com estes dados, você deve ser capaz de determinar o calor específico do alumínio através da igualdade das trocas de calor.
9. O calor recebido pela água do calorímetro é igual ao calor perdido pelo cilindro de alumínio, ou seja:
10. Lembre-se que:
11. Repita o procedimento para o cilindro de aço.

Análise dos Resultados e Conclusões
Com base no experimento e suas observações, responda as questões abaixo:
1. Qual o valor tabelado do calor específico do alumínio?
2. Qual o valor encontrado para o calor específico do alumínio experimentalmente?
3. O valor obtido para o alumínio era esperado? Compare com o valor tabelado para a substância do corpo de prova.
4. Qual o valor tabelado do calor específico do aço?
5. Qual o valor encontrado para o calor específico do aço experimentalmente?
6. O valor obtido para o aço era o esperado? Compare com o valor tabelado para a substância do corpo de prova.
7. O calor específico depende da massa da substância? Justifique sua resposta.
8. Elabore um documento e nele inclua seu nome e RU, as perguntas contidas neste procedimento, suas respostas e as fotos da execução da atividade no polo.