Termo

Roteiro de Práticas de Termodinâmica
Prática 1 de Termodinâmica
Título: Determinação do calor específico da água.

1. Introdução
O Efeito Joule consiste na dissipação de energia elétrica sob forma de energia térmica em um condutor, no qual se estabelece uma corrente. Esse efeito tem aplicação prática, por exemplo, em aquecedores elétricos.
A energia E dissipada em um aquecedor elétrico, em um intervalo de tempo t, é dada por:
𝐸 = 𝑖𝑉𝑡,

(1)

onde, V é a tensão elétrica e i, a corrente no aquecedor, quando ambas são mantidas constantes.
A situação ilustrada na Figura 1 apresenta um calorímetro, que consiste de um recipiente termicamente isolado que contém um aquecedor elétrico e um termômetro. O aquecedor é alimentado com uma tensão V, estabelecendo-se, assim, uma corrente elétrica i. O calorímetro contém uma massa m de água.

Figura 1: Aquecedor ligado à rede elétrica esquentando uma quantidade de água de massa m.

A energia transferida para o calorímetro é responsável pela elevação da temperatura T do sistema. A quantidade de calor Q absorvida é:
𝑄 = 𝐶 𝑠 ∆𝑇,

(2)

onde, Cs é a capacidade térmica do sistema (calorímetro + água) e T é a consequente variação da temperatura.
Desprezando-se a capacidade térmica do calorímetro, temos:
𝐶 𝑠 = 𝑚𝑐,

(3)

onde, m é a massa da água e c o calor específico da água.
Nas condições descritas, ligando-se o aquecedor durante um certo tempo, a temperatura da água é dada por:
𝑇 = 𝑇𝑜 +

𝑖𝑉
𝑚𝑐

𝑡,

(4)

onde, To é a temperatura inicial (em t = 0) e T, a temperatura medida no tempo t.
Portanto, mantendo-se V e i constantes, a temperatura do sistema cresce linearmente com o tempo:

T = To + bt

onde, b = iV/mc

(5)

1

2. Objetivos
Determinar o calor específico da água.
3. Parte Experimental
Material utilizado: recipiente termicamente isolado, água, aquecedor, misturador, cronômetro e termômetro.
3.1. Procedimentos


O experimento consiste em fornecer