Determinação do equivalente em agua de um calorímetro

Conceito de temperatura
| A temperatura é a sensação física que nos produz um corpo quando entramos em contato com ele. Observamos mudanças nos corpos quando variam sua temperatura, por exemplo, a dilatação que experimenta um corpo quando aumenta sua temperatura. Esta propriedade é usada para medir a temperatura de um sistema. Pensemos nos termômetros que consistem em um pequeno depósito demercúrio que sobe por um capilar a medida que aumenta a temperatura. |
Conceito de calor
| Quando dois corpos A e B que tem diferentes temperaturas são colocados em contato térmico, depois de um certo tempo, alcançam a condição de equilíbrio na qual ambos os corpos estão a mesma temperatura. Um fenômeno físico análogo são os vasos comunicantes. Suponhamos que a temperatura do corpo A é maior quea do corpo B, TA>TB.Observaremos que a temperatura de B se eleva até que se torna quase igual a de A. No processo inverso, se o objeto B tem uma temperatura TB>TA, o banho A eleva um pouco sua temperatura até que ambas se igualam. |
Quando um sistema de massa grande é colocado em contato com um sistema de massa pequena que está a diferente temperatura, a temperatura de equilíbrio resultanteestá próxima a do sistema grande.
Dizemos que uma quantidade de calor DQ é transferida desde o sistema de maior temperatura ao sistema de menor temperatura.
* A quantidade de calor transferida é proporcional a variação de temperatura DT.
* A constante de proporcionalidade C é denominada capacidade calorífica do sistema.
DQ=C·DT
Seos corpos A e B são os dois componentes de um sistema isolado, o corpo que está a maior temperatura transfere calor ao corpo que está a menor temperatura até que ambas se igualam
Se TA>TB
* O corpo A cede calor: DQA=CA·(T-TA), então DQA<0
* O corpo B recebe calor: DQB=CB·(T-TB), então DQB>0
Como DQA+DQB=0
A temperatura de equilíbrio, é obtida mediante a médiaponderada

A capacidade calorífica da unidade de massa é denominada calor específico c. C=mc
A fórmula para a transferência de calor entre os corpos é expressa em termos da massa m, do calor específico c e da variação de temperatura.
DQ=m·c·(Tf-Ti)
Onde; Tf e a temperatura final e Ti é a temperatura inicial.
O calor específico é a quantidade de calor que temos que fornecer ou retirar de uma grama deuma substância para que varie em um grau centígrado sua temperatura.
Joule demonstrou a equivalência entre calor e trabalho 1cal=4.186 J. Por razões históricas a unidade de calor não é a mesma que a de trabalho, o calor pode ser expresso em calorias.
O calor específico da água é c=1 cal/(g ºC). Temos que fornecer ou retirar uma caloria para que uma grama de água varie sua temperatura em um graucentígrado.
Fundamentos físicos
Quando vários corpos a diferentes temperaturas se encontram em um recinto adiabático são produzidas trocas caloríficas entre eles alcançando a temperatura de equilíbrio ao cabo de certo tempo. Quando foi alcançado este equilíbrio é obedecido que a soma das quantidades de calor trocadas é zero.
Se define calor específico c como a quantidade de calor que temos quefornecer ou retirar de um grama de sustância para que varie sua temperatura em um grau centígrado. No caso particular da água c vale 1 cal/(g ºC) ou 4186 J(kg ºK).
A unidade de calor específico que mais se usa é cal/(g ºC) no entanto, devemos ir nos acostumando a usar o Sistema Internacional de Unidades de Medida, e expressar o calor específico em J/(kg·K). O fator de conversão é 4186.
Substância |Calor específico (J/kg·K) |
Aço | 460 |
Alumínio | 880 |
Cobre | 390 |
Estanho | 230 |
Ferro | 450 |
Mercúrio | 138 |
Ouro | 130 |
Prata | 235 |
Chumbo | 130 |
Sódio | 1300 |
Fonte: Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Manual de Física Elemental. Editorial Mir 1975, pág 74-75
A quantidade de calor recebido ou cedido por um corpo é calculada mediante a seguinte fórmula
Q=m·c·(Tf-Ti)
Onde...
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