DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE UM MATERIAL

 

            Já foi visto que quando há troca de calor entre dois ou mais corpos ocorre a variação de temperatura de ambos (salvo o caso de um deles ser muito maior ou considerado como fonte de calor). Este calor trocado pode ser expresso (em uma primeira aproximação e no caso de só haver variação de temperatura) como:

 

                        Q = mcΔT

                        m = massa do corpo

                        c  = calor específico do material

                        ΔT = variação de temperatura

 

            A questão maior para se determinar o calor específico de um material é ter o controle da quantidade de calor trocada entre os diferentes corpos quando se realiza experimentos. Evidentemente que aproximações devem ser feitas, e é assim, por mais críticas que possam ser feitas, que a ciência caminha.

            Recordando um experimento já feito, há um equipamento chamado calorímetro que é utilizado para isolar termicamente (não permitir troca de calor com o meio ambiente) uma substância a qual desejamos estudar. Ao fornecermos calor a uma substância dentro do calorímetro (lembram-se como?), ambos absorvem calor e embora este último não seja aquecido (não tenha igual variação de temperatura) como a substância em estudo, damos um tratamento semelhante.

 

                        Qf = Qs + Qc

                        Qf = Calor fornecido

                        Qs  = Calor absorvido pela substância = mcΔT

                        Qc = Calor absorvido pelo calorímetro = CΔT

 

            Na aula em que utilizamos o calorímetro, foi determinado a Capacidade Térmica (C ) do calorímetro, e caso não o tenham em mãos utilizaremos o valor fornecido pelo fabricante do equipamento que é de 20cal/°C.

 

OBJETIVO

            Determinar o calor específico do cobre utilizando um calorímetro.

 

EQUIPAMENTOS E MATERIAIS

            Balança

            Aquecedor elétrico

            Multímetro-Termopar

            Calorímetro

            Becker

            Água e Cobre

 

PROCEDIMENTOS

            Pese o Cobre (~ 30 g-m1) e coloque no calorímetro. Pese igualmente água (~20g-m2) e coloque também no calorímetro. Tampe o calorímetro e meça a temperatura do sistema água-cobre (T1i). Pese agora ~50 g-m3 de água e aqueça até aproximadamente 50°C (T2i) (pode ser medida com o próprio multímetro-termopar). Desligue o aquecedor e quando a temperatura estiver estável, despeje rapidamente no calorímetro e o tampe, espere aproximadamente 1 minuto e meça a nova temperatura (Temperatura de equilíbrio =Te).

 

ANÁLISE TEÓRICA

            Uma vez que o calorímetro isola o sistema do meio externo, a troca de calor pode ser expressa:

 

            Q(m3) = Q(m1 + m2 ) + Qc

 

            m3cágua(Te – T2i) = m2cágua(Te – T1i) + m1cCu(Te – T1i) + C(Te – T1i)

 

            Realize uma pequena álgebra e escreva a expressão do calor específico do cobre em função das demais grandezas, calcule seu valor e compare (Dados: cágua = 1cal/g°C ; cCu(tabelado) = 0,0953cal/g°C).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Determine a diferença percentual entre o valor determinado e o valor tabelado e discuta as causas da possível diferença.