Determinação do calor específico de metais
Roteiro para o docente
Materiais e Métodos
1. Calorímetro confeccionado pelos estudantes.
2. Termômetro de vidro graduado de 0º C – 100º C ou -10º C – 100º C.
3. Fogareiro de resistência elétrica ou gás.
4. Tela de amianto ou pedaço de telha de amianto com 15 cm x 15 cm, para
ser colocada sobre o fogareiro.
5. Frascos limpos de remédio com volumes conhecidos, (50ml, 60ml e 100ml).
6. Água destilada (comprar em farmácias).
7. Balança.
8. Pedaços de metais diversos com massas conhecidas.
9. Haste para agitar a mistura.
Método
Colocar no calorímetro 50g de água e deixar entrar em equilíbrio térmico com o
calorímetro; esta etapa pode ser feita anteriormente a aula. Mantê-lo fechado
até o momento da aula. Adicionar mais 100g de água a uma temperatura mais
alta (por exemplo, 40 ºC). Manter o calorímetro fechado sob agitação constante
e suave. Ir verificando no termômetro a leitura da temperatura. Após
transcorrido algum tempo, ocorrerá o equilíbrio térmico dos líquidos. O valor
geralmente alcançado é de 26 ºC. Neste instante calcula-se a capacidade
térmica do calorímetro usando a equação geral da calorimetria e a fórmula da
capacidade térmica, seguindo o preceito de que o calor cedido é igual ao calor
recebido.
Alguns cuidados com o experimento
No cálculo da capacidade térmica do calorímetro. Misturando, por exemplo:
a) 50g de água destilada a 26º C.
b) 100g de água destilada a 90º C.
1ª temperatura – 45º C – 50min
2ª temperatura – 41º C – 80min
3ª temperatura – 40º C – 90min
4ª temperatura – 38º C – 100min
- Observamos que com o tempo a temperatura vai realmente baixando,
mostrando que o calorímetro não impede completamente a troca de calor com
o ambiente. O equilíbrio térmico deve ser observado em alguns poucos
minutos, no máximo. Depois disso, as quedas da temperatura tem a ver com a
perda de calor para o exterior do calorímetro.
Um experimento: Cálculo do calo específico de um metal
a) 50g de água destilada a 26º C. b) Um pedaço de metal com 19g aquecido
ate 100º C.
b) Um pedaço de metal com 19g aquecido ate 100º C.
Cálculo do calor específico do metal: c
Temperatura de equilíbrio → 28º C.
Calor cedido pelo metal : 19 x c.(100 - 28) = 1368c
Calor absorvido pela água: 50 x 1.(28 – 26) = 100
Capacidade térmica do calorímetro (obtida antes): 290 cal/°C
Calor absorvido pelo calorímetro: CΔt = 290(28 - 26) → 580
Usando a igualdade: Calor cedido = calor absorvido
1368.c = 100 + 580 .: c = 680/1368 .: c = 0,50cal/g ºC
Roteiro para os estudantes
Materiais e Métodos
1. Calorímetro confeccionado pelos estudantes.
2. Termômetro de vidro graduado de 0º C – 100º C ou -10º C – 100º C.
3. Fogareiro de resistência elétrica ou gás.
4. Tela de amianto ou pedaço de telha de amianto com 15 cm x 15 cm, para
ser colocada sobre o fogareiro.
5. Frascos limpos de remédio com volumes conhecidos, (50ml, 60ml e 100ml).
6. Água destilada (comprar em farmácias).
7. Balança.
8. Pedaços de metais diversos com massas conhecidas.
Método
Calculando a capacidade térmica do calorímetro.
Experimento: Usar água destilada
a) Coloque um volume de água no calorímetro (50ml = 50g) a temperatura
inicial deve ser medida previamente.
b) Esquentar no fogareiro 100ml de água até 50º C.
c) Juntar esta água aquecida no calorímetro com o volume anterior. Tomar
muito cuidado.
d) Tampar, introduzir o termômetro e iniciar a mistura com a haste suavemente.
e) Observar o equilíbrio térmico.
f) Proceder aos cálculos com as fórmulas dadas pelo docente.
Determinando o calor específico de uma substância.
Experimento: Um pedaço de metal qualquer.
1) Colocar no calorímetro 50g de água, anotar a temperatura inicial aguardando
alguns minutos para o equilíbrio térmico com o calorímetro ser estabelecido.
2) Aquecer no fogareiro um pedaço de metal previamente pesado até uma
temperatura considerável, 100º C por exemplo (mergulhando em água em
ebulição). Pequenos pedaços aquecem rápido.
3) Colocar dentro do calorímetro e iniciar a mistura suavemente até o equilíbrio
térmico. Nota: observar, misturando, durante alguns minutos até se certificar de
que a temperatura está mais ou menos constante.
4) Fazer o cálculo com as fórmulas dadas pelo docente no curso de
calorimetria, levando em conta também a capacidade térmica do calorímetro,
agora conhecida. 5) Comparar com o valor tabelado do calor específico do
metal.