Experimento de termodinâmica

Objetivo

Sabe-se que a termodinâmica trás as relações de energia em forma de calor e suas equivalências mecânicas entre os diversos sistemas físico-químicos. Neste experimento pretende-se analisar de forma prática os fenômenos de troca de calor entre materiais com propriedades diferentes e seu equilíbrio térmico.

Materiais Utilizados

• Becker
• Termômetro de mercúrio
• Ebulidor
• Água
• Calorímetro

Teoria

Para compreender essa experiência é importante o conhecimento das seguintes definições.
Calor: energia térmica em trânsito que um corpo ou um sistema passa para o outro decorrente apenas da existência de uma diferença de temperatura entre eles;
Temperatura: é uma grandeza física que mede o estado de agitação das partículas;
Calor específico: é a quantidade de calor necessária para que 1g de uma substância sofra variação de 1°C.
Com as definições acima, podemos introduzir duas equações fundamentais no estudo da calorimetria. Quando um determinado corpo A troca energia na forma de calor (Q) com um corpo B, esta energia trocada pode provocar uma variação na temperatura de A .Relacionamos assim a variação da temperatura com a energia trocada através da expressão:
Q = m c ∆T (1) onde ∆T é a variação de temperatura, m é a massa do corpo e c é o seu calor específico. Para os corpos que recebem calor Q> 0 e para os que cedem Q< 0.
Para a completa compreensão do nosso estudo, o conceito de sistema fechado também é extremamente importante. Entende-se por sistema fechado aquele que não troca energia com o ambiente. Cabe citar como exemplo a garrafa térmica, que inibe a propagação de calor por convecção, por condução e por irradiação. De acordo com a “Lei Zero da Termodinâmica”, quando dois ou mais corpos com diferentes temperaturas estão em um sistema fechado, ambos trocam calor até que atinjam a mesma temperatura, ou seja, até que o equilíbrio térmico se estabeleça. Para n corpos em um sistema fechado, a condição de equilíbrio térmico pode ser