Atividade experimental – Capacidade térmica e calor específico
Os materiais para a execução desta atividade experimental podem ser encontrados em qualquer
laboratório de ensino de Física. Recomenda-se a supervisão do professor para a realização das
atividades.
Leia e execute os procedimentos com atenção e responda às perguntas subsequentes.
Material necessário: calorímetro padrão (caso a escola não possua tal equipamento, o mesmo
poderá ser montado com materiais simples e baratos e as instruções para a montagem do
mesmo
podem
ser
encontradas
em:
http://www.pontociencia.org.br/experimentosinterna.php?experimento=420&CALORIMETRO+DE+ESPUMA); béquer de um litro; termômetro
de laboratório; cronômetro; diversos materiais, como barras de metal e uma balança.
Objetivo: Determinar a capacidade térmica de um calorímetro para posteriormente utilizá-lo na
determinação do calor específico de algumas substâncias.
Experimento
1. Capacidade Térmica
Observe o calorímetro que está sobre a bancada. Ele é um aparelho
usado na medida do calor trocado entre corpos colocados em seu
interior, podendo-se obter, como resultado desta medida, o calor
específico de uma substância qualquer envolvida na experiência. Porém,
para isso, é necessário que se conheça, primeiro, a capacidade térmica
do calorímetro.
Capacidade térmica define-se como a quantidade de calor
que um determinado corpo deve trocar para que sua
temperatura sofra uma variação unitária
ou Q = C.
A figura ao lado mostra uma foto do calorímetro que será utilizado nessa experiência. Note na
maneira correta de acoplar o termômetro a ele. Em seguida, siga os passos descritos para poder
calcular a capacidade térmica do calorímetro.
A) Coloque 150 g de água da torneira no calorímetro, tampe-o, acople o termômetro da
maneira indicada e, depois de 1 minuto, MEÇA a temperatura inicial do sistema.
Temperatura inicial do sistema =
B) Agora, ferva mais 150g de água. MEÇA a temperatura da água quente.
Temperatura inicial da água quente =
C) Adicione a água quente ao calorímetro, tampando-o rapidamente. Coloque o termômetro e
espere mais 1 minuto para ler a temperatura de equilíbrio do sistema (água + calorímetro).
ANOTE essa temperatura.
Temperatura final do sistema =
D) Com os dados obtidos, DETERMINE a capacidade térmica do calorímetro (CCalorímetro).
Deixe registrado todo o seu raciocínio.
OBS: Em um sistema fechado a quantidade de calor absorvido é igual a quantidade de calor
liberado. Qabs = -Qlib
Equação fundamental da calorimetria Q = m.c.T
2. Calor específico
Agora já estamos prontos para utilizar o calorímetro com o objetivo de determinar o calor
específico de um metal. Novamente siga os passos descritos a seguir.
A) ANOTE a massa da barra de metal.
Massa =
B) Em seguida, coloque 250 g de água da torneira no calorímetro. MEÇA a temperatura do
sistema.
Temperatura inicial do sistema =
C) Coloque a barra do metal no béquer com água e aqueça-o até ferver. MEÇA a temperatura
da água, que é também a temperatura da barra de metal.
Temperatura inicial da barra =
D) Depois, com cuidado, coloque essa barra rapidamente dentro do calorímetro, tampando-o
em seguida. Espere mais 1 minuto e leia a temperatura de equilíbrio do sistema. ANOTE
essa temperatura.
Temperatura final do sistema =
E) Com os dados obtidos anteriormente, DETERMINE o calor específico do metal (cmetal).
Deixe registrado todo o seu raciocínio.
F) Após a realização dos cálculos, IDENTIFIQUE o metal utilizado, comparando o calor
específico encontrado com os valores da tabela do seu livro. EXPLIQUE as possíveis
causas das divergências de valores.