Calorimetros

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1. Introdução

Os calorímetros permitem estudar os processos de transferência de energia térmica e as propriedades térmicas dos materiais. Senpe não permite qualquer perda de energia térmica desprezível e há transferência de energia térmica entre o sistema e o ambiente. Em algumas transformações termodinâmicas a quantidade de energia térmica recebida por um corpo ao passar de um estado inicialem que a temperatura (Ti) a um estado final com temperatura (Tf’).
A capacidade térmica (C) a quantidade de calor necessária para que haja uma variação unitária de emperatura e está relacionada diretamente com a massa do corpo.

Unidade de Capacidade Térmica: U (C) = 1 cal / °C
Unidade de Capacidade Térmica - Sistema Internacional de Unidades: U (C) = 1 J / °C

Equivalente em água de umasubstância: é a quantidade de água que apresenta o mesmo comportamento térmico de uma massa qualquer de outra substância. Numericamente é igual à capacidade térmica da substância. O equivalente em água é: Eágua= 9,3 g

Calor específico: para que haja uma variação unitária de temperatura de uma massa unitária de água é necessário fornecer uma quantidade de calor maior que para uma massa unitária dechumbo sofrer a mesma variação unitária de temperatura. Esta quantidade de calor, que é característica do material, é denominada calor específico.

Unidade de calor específico decorrente da teoria do calórico: U (c) = 1 cal / g 0C
Unidade de calor específico - Sistema Internacional: U (c) = 1 joule/ (kg 0C)

Equilíbrio Térmico: a quantidade de energia térmica transferida da substância demaior temperatura para a de menor temperatura, é associada à quantidade de calor que a substância de menor energia irá receber. Após um certo tempo, a temperatura atinge um valor constante, ou seja, atingiram um equilíbrio térmico, estão com a mesma energia térmica. Na situação de equilíbrio térmico, em um sistema isolado (adiabático), temos que pelo princípio da conservação da energia, a quantidadede calor perdida ou cedida por uma substância de maior energia é igual à quantidade de calor ganha pela substância de menor energia. De uma forma geral, temos, que:

Qganho = Qperdido

Determinação da capacidade térmica do calorímetro: para determinar a capacidade térmica do calorímetro, C, será utilizado o método das misturas. Neste método, aquecendo uma quantidade de água a uma temperaturamaior que a da água contida no calorímetro que está, por exemplo, à temperatura ambiente, quando elas são misturadas no calorímetro, a água que está a uma temperatura maior irá ceder calor à água e ao calorímetro que estão a uma temperatura menor (fig. 2.4). Pelo princípio da conservação de energia:

Qganho = Qperdido

2.Objetivo Geral

2.1. Calorímetro
Ampliar conhecimentos teóricos sobrecalorimetria e as propriedades do calorímetro, observando como ocorre o equilíbrio térmico utilizando o mesmo, a fim de determinar experimentalmente sua capacidade térmica.

2.2. Calor Específico
Determinar experimentalmente o calor específico de um corpo constituído de um material desconhecido, fazendo uso de dados obtidos na experiência anterior.

3. Materiais

3.1. Calorímetro

1-Calorímetro
2- Termômetro
3- Bécher
4- Proveta
5- Garra
6- Aquecedor Elétrico
7- Água

3.2. Calor Específico

1- Calorímetro
2- Termômetro
3- Bécher
4- Proveta
5- Garra
6- Aquecedor Elétrico
7- Água
8- Corpo de prova
9- Balança
10- Linha

4. Métodos

4.1. Calorímetro

- Selecionar todo o material a ser utilizado;
- Montar o esquema experimental;
- Colocar 250g de água nointerior do copo do calorímetro;
- Aguardar o tempo de equilíbrio (estabilização) do sistema para medir a temperatura inicial do sistema com o auxilio do termômetro;
- Colocar 100g de água no bécher e aquecer até a ebulição;
- Colocar essa água aquecida dentro do copo do calorímetro, esperar o tempo de equilíbrio do sistema e medir a temperatura final;
- Determinar a capacidade térmica do...
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