Fisica

6a Experiência – Capacidade calorífica e calor específico

1. Objetivo

O objetivo dessa experiência é determinar a capacidade calorífica de um calorímetro e o calor específico de alguns sólidos.

2. Fundamentação teórica

Quando são colocados em contato dois ou mais corpos que se encontram em diferentes temperaturas, observa-se que, após certo intervalo de tempo, ocorre o equilíbrio térmico. Durante esse processo, há uma transferência de energia térmica dos corpos de maior temperatura para os de menor temperatura.
O estudo da troca de calor entre os corpos é realizado em um calorímetro (fig), que é um recipiente, construído para que não ocorra troca de calor entre o mesmo e o meio ambiente. Durante o processo de troca de calor, a quantidade de calor (Q) transferida é proporcional à massa (m) do corpo e a variação da temperatura (T). Algebricamente temos:

(1)

onde, c é o calor específico da substância. Vale lembrar que podemos definir a capacidade calorífica do corpo, como sendo:

(2)
Sabendo que dentro de um calorímetro, os corpos colocados trocam calor até atingir o equilíbrio térmico e considerando Qcal, Qágua e Qx as quantidades de calor trocadas pelo calorímetro, pela água e pelo corpo x, respectivamente, podemos escrever a equação (3)

3. Material utilizado

* Calorímetro * Balança * Termômetro * Aquecedor elétrico * Béquer * Amostras de sólidos. 4. Procedimento experimental

4.1 Determinação da capacidade calorífica C do calorímetro
a) Colocar no calorímetro certa massa de água ma (150g) a uma temperatura T0, ambiente, deixar o sistema entrar em equilíbrio e medir a temperatura T0;
b) Aquecer outra quantidade de água m1 (150g) até iniciar o processo de ebulição. Ler a temperatura da água em ebulição antes de adicionar no calorímetro;
c) Introduzir rapidamente a massa m1 de água no calorímetro, agitar a mistura e ler a temperatura Te máxima que o conjunto atinge;
d) Repetir o