Calorimetria
Moisés André Nisenbaum
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Visualizações Calorimetria Calorimetria
Objetivo
Grandes químicos e físicos deduziram fórmulas científicas através de experimentos que podem ser
facilmente repetidos em laboratório, mas muitas vezes, o aluno apenas memoriza fórmulas sem
compreender sua lógica. É o caso da expressão Q = m.c.ΔT que serve de base para o estudo de calor de
reação. O objetivo desta visualização é mostrar a verificação experimental da relação entre o calor
recebido por um líquido e a variação de sua temperatura. O objetivo é mostrar, também, que esta
relação pode ser representada matematicamente pela expressão Q = m.c.ΔT e que, através dela,
determina-se experimentalmente o calor de reação.
Informações Importantes
Durante os experimentos, a fonte gera calor a uma taxa praticamente constante, igual à sua potência. A
maior parte do calor gerado é trocado com o líquido, por isso consideramos que o líquido absorve calor
também a uma taxa constante.
O experimento 1 mostra que a temperatura varia linearmente ao longo do tempo. Repare que o tempo,
nesse caso, é proporcional ao calor, pois, a potência da fonte (1000W) é constante. Portanto, a variação
de temperatura ΔT é proporcional ao calor Q absorvido pela água, o que pode ser representado pela
relação Q = C.ΔT. A interpretação física da constante de proporcionalidade C pode-se dar substituindo
ΔT por 1oC. Nesse caso particular, Q = C. Então C é a quantidade de calor necessária para elevar em 1oC a
temperatura da água. C é chamado de “Capacidade Térmica” da água.
Será que a Capacidade Térmica irá variar se trocarmos água por óleo? O experimento 2 irá mostrar que
essa dependência existe. A partir dos resultados, vemos que Cóleo < Cágua. Isso significa que precisamos
de menos calor para aquecer óleo. Portanto, para determinação da capacidade térmica temos que levar
em conta um fator específico do material que está sendo aquecido. Veremos que esse fator é chamado
de calor específico e ele é representado por c (minúsculo). Neste caso, o calor específico do óleo é menor
que o calor específico da água.
De que mais depende a Capacidade Térmica? O experimento 3 mostra a relação linear entre a massa de
água e sua capacidade térmica. Logo, a Capacidade Térmica é diretamente proporcional à massa m de
água que está sendo aquecida.
Através dos experimentos 2 e 3, conclui-se que a Capacidade Térmica é expressa matematicamente por
C=m.c.
. 1 . Visualizações Calorimetria Substituindo esta expressão no resultado do experimento 1, chega-se a Q=m.c.ΔT, onde Q é a
quantidade de calor em cal, m é a massa em g, c é o calor específico em cal
e ΔT é a variação
de temperatura em
Fotos
Figura 1: Cálculos do experimento
Figura 1: Cálculos do experimento
. 2 . Visualizações Vídeo
Figura 2: Vídeo das fases do experimento
. 3 . Calorimetria