3.4 Capacidade Térmica e Calor Específico
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- Lucinda Bicalho Regueira
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1 Capacidade Térmica e Calor Específico Material Necessário 01 Calorímetro com capacidade de 230 ml 01 termômetro -10 o C a 110 o C 01 proveta de 150 ml 01 lamparina a álcool. 01 caixa de fósforos. 01 tripé para lamparina. 01 becker 250 ml. 01 tela de amianto. 01 ebulidor (opcional). Barbante Objetivo Determinar experimentalmente a capacidade térmica de um calorímetro e o calor específico de um material desconhecido Procedimentos Série 1 1. Coloque na proveta aproximadamente 50 ml de água fria, meça a massa dessa água (m 1 ) e preencha a tabela do item 8. Use como valor para a densidade da água ρ = 1, 0g/cm Coloque os 50 ml medido no calorímetro. Agite e aguarde alguns minutos até o sistema atingir o equilíbrio térmico. Com o termômetro meça esta temperatura de equilíbrio (T 1 ), anote na tabela do item 8. Lembre-se de não descartar essa água. 3. Monte o aparato experimental conforme a figura.
2 3.4. CAPACIDADE TÉRMICA E CALOR ESPECÍFICO Coloque cerca de 80 ml de água fria na proveta e meça a massa dessa água (m 2 ) e preencha a tabela do intem Coloque os 80 ml de água medidos no becker da montagem experimental, ligue a fonte térmica (lamparina ou ebulidor conforme o caso) e aqueça até aproximadamente 60 o C (T 2 ) e o valor de T 2 na tabela. 6. Coloque a água quente do becker no calorímetro rapidamente, tape e coloque o termômetro. Agite suavemente o calorímetro para facilitar a troca de calor entre os componentes do sistema. Monitore periodicamente o valor medido pelo termômetro e após aproximadamente 5 minutos faça a medida da temperatura de equilíbrio do sistema (T e ). Anote na tabela do item 8 a temperatura de equilíbrio. 7. Calcule a capacidade térmica do calorímetro, sabendo que o calor específico da água é 1 cal/(g o C). Preencha a tabela do item 8 com o valor encontrado. 8. Esvazie o calorímetro. Repita os itens 1 até 7 até preencher a tabela abaixo. Calcule também o valor da capacidade térmica média, o desvio médio das capacidades térmicas e a média do desvio médio. N m 1 ( g ) m 2 ( g ) T 1 ( o C ) T 2 ( o C ) T e ( o C ) C ( cal o C ) M C C ( cal o C )
3 80 9. Ao final deixe o calorímetro vazio. Série Meça a massa de um corpo de prova de um metal desconhecido com a balança. m b = ( ± ) g 11. Pode ser útil amarrar o corpo de prova com barbante, para que ele possa ser içado da água posteriormente. 12. Colocar cerca de 150 ml de água no Becker e aquecer até a ebulição. Colocar o corpo de prova na água em ebulição por alguns minutos. 13. Medir com a proveta 100 ml de água fria, meça a massa de água (m a ). Coloque essa água no calorímetro e agite suavemente por 1 min. Ao final meça a temperatura do conjunto calorímetro mais água. m a = ( ± ) g T 1 = ( ± ) o C 14. Retire o corpo de prova da água quente e colocá-lo rapidamente no calorímetro. Agitar o conjunto suavemente. Durante o processo, observar a temperatura indicada no termômetro. Aguardar até que a temperatura se estabilize. Ao final meça a temperatura do conjunto. T e = ( ± ) o C 15. Utilizando os dados medidos e o valor médio da capacidade térmica do calorímetro obtido na série 1 e encontre o valor do calor específico do corpo de prova. c = ( ± ) cal/(g o C) Pontos para discussão 1. Usando a conservação da energia, deduza a equação da capacidade térmica do calorímetro (C) como função de m 1, m 2, T 1, T 2 e T e. Faça o mesmo para o calor específico, como função m a m b, T 1, T e e C. 2. Qual a interpretação que podemos dar para a capacidade térmica média e a média do desvio médio da capacidade térmica.
4 3.4. CAPACIDADE TÉRMICA E CALOR ESPECÍFICO Quais possíveis fatores podem influenciar no resultado do experimento. Se achar pertinente, diga quais procedimentos poderiam ser utilizados para minimizar esses fatores. 4. Procure na literatura pelos valores tabelados do calor específico dos seguintes materiais: Alumínio, Chumbo, Aço, Latão, Cobre ou Zinco. Compare o valor obtido no item 15 e descubra qual o provável metal que constitui o corpo de prova.
5 82 Folha de Dados Extra - Calorímetro Anexar ao pré relatório: N m 1 ( g ) m 2 ( g ) T 1 ( o C ) T 2 ( o C ) Outras medidas:
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