Calor latente

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Universidade Estadual Do Norte Fluminense Darcy Ribeiro
Laboratório de Física Térmica

Título:
Calor Latente
Número do experimento:
Aula 03





Campos dos Goytacazes, 18 de maio de 2012.

Introdução:

[1] O calor latente não modifica suas temperaturas, porém provoca mudanças no estado de agregação dos materiais. O calor latente (L) nos informa a quantidade de calor que umaunidade de massa de um determinado material necessita receber ou perder para mudar seu estado físico de agregação. 
Nos processos endotérmicos, ou seja, quando o material absorve calor e muda de estado, o calor latente (L) é acompanhado de um sinal positivo, significando que o material recebeu calor, ou seja, o calor é recebido pelo corpo. Quando o processo é exotérmico, ou seja, quando ocorpo perde calor, é utilizado um sinal negativo para expressar que o calor latente está sendo perdido. 
[2] Calor latente é a grandeza física que está relacionada à quantidade de calor que um corpo precisa receber ou ceder para mudar de estado físico. Matematicamente, essa definição fica da seguinte forma:

 Temos que L é o calor latente em cal/g

[3] Chamasse de sistemaadiabático aquele que ao ocorrer trocas de calor internamente, não perde calor para o meio externo. Pode-se entender com base nessa afirmação que a soma das variações de calor interno é igual à zero.

ΔQ1 + ΔQ2 + ΔQ3 = 0

Onde ΔQ é a variação de calor de cada substância em questão.

Ao mudar de estado a matéria consome ou cede energia, isso pode ser considerado uma variação de calor. Aoobservar a equação abaixo onde:

ΔQ = m.c. ΔT (Variação de calor onde a matéria não muda de estado físico).
ΔQ = m.L (Variação de calor onde a matéria muda de estado físico).
ΔT = (Tf – Ti).

Objetivo:

Determinar o calor latente de fusão da água (Gelo) e o calor latente de condensação da água (Vapor).

Materiais:

1- Balança, triple beam balance, Ohaus (erro de medida 0,05g)2- Quatro Calorímetros de isopor, Calorimeter, Max temp: 100 C
3- Sistema aquecedor de água, Steam generator Model TD 8556A;
4- Multímetro, escala utilizada Termopar; (erro de medida 1°C)
5- Pipeta volumétrica
6- Tampa de borracha
7- Condensador, Nalgene, 125 ml;
8- Água da torneira
9- Gelo

Métodos:

Na primeira parte,obteve-se a massa do calorímetro que foi preenchido com água da torneira que, logo após, foi aquecida utilizando o aquecedor até atingir uma determinada temperatura. Colocou-se, em um outro calorímetro, cubos de gelo. Mediu-se a temperatura da água e do gelo utilizando o termopar e depois foi medida a massa da água e do gelo com o auxilio da balança.
O gelo foi adicionado ao recipiente com água emonitorou-se a temperatura do sistema até que atingiu-se o equilíbrio.
Na segunda parte, adicionou-se água ao aquecedor e no calorímetro e foi medida a massa da água no calorímetro, Quando a água no aquecedor atingiu a temperatura de vaporização (100°C), vedou-se o aquecedor com a tampa e assim que o vapor na saída do condensador atingiu 100°C (aferido com o termopar), interligou-o ao calorímetrode modo que o bico da mangueira ficasse totalmente submerso em água.
Monitorou-se a temperatura da água no calorímetro até que atingisse 100°C que, logo após, foi medida sua massa.

Resultados:

Tabela-1 Dados Para Obter o Calor Latente de Fusão
| Temperatura Inicial(°C) (Ti) | Temperatura de Equilíbrio(°C) (Teq) | Massa(g) |
Água | 78°C | 35°C | 254g |
Gelo | -1°C | 35°C | 98,2g |Para calcular o calor latente de fusão e condensação da água utilizou-se a equação abaixo, a equação foi igualada a zero porque dentro de um calorímetro, os corpos colocados trocam calor até atingir o equilíbrio térmico. Como fizemos o experimento com a ideia que os corpos não trocam calor com o calorímetro e nem com o meio em que se encontra, toda a energia térmica passa de um corpo...
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