Fisica e Quimica A

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Escola Secundária Domingos Rebelo
Física-Química
APL 1.3 – Capacidade térmica mássica














Índice















Fundamentos teóricos
Este trabalho prático tinha como objectivo determinar a capacidade térmica de um metal, nomeadamente do ferro, a partir da energia transferida para esse metal e do aumento de temperatura que este sofre. A capacidadetérmica mássica define-se pela expressão:
Q=mc∆T
O Q representará a quantidade de energia necessária para variar a temperatura de uma certa massa de um material. Mas esta expressão só será válida quando não ocorrer mudanças do estado físico dos materiais em estudo. Podemos concluir.
Com esta fórmula que a quantidade de energia é directamente proporcional à massa da substancia e à temperatura. Comisto, verificamos que, de modo a obter a mesma variação de temperatura é necessário fornecer ou retirar uma quantidade de energia tanto maior quanto maior for a massa do material cuja temperatura se pretende alterar. Noutra situação, quando se tem a mesma massa: quanto maior for a variação de temperatura que se pretende obter, maior quantidade de energia será necessária fornecer ou retirar.
Naexpressão a constante de proporcionalidade C designa-se por capacidade térmica mássica da substancia. Neste caso para temperatura iguais ou superiores á ambiente, tem um valor constante que caracteriza a maior ou menir facilidade que esta substância tem para absorver a energia. Ou seja, quanto maior o C de uma substância, menor será a facilidade que a mesma terá para absorver a energia, isto é, seránecessário fornecer mais energia para aumentar a temperatura da substância.
O m referido na expressão representa a massa do corpo em estudo.
O ∆T referido na expressão representa a diferença entre a temperatura final e a temperatura inicial do ferro.
É importante realçar, nesta experiência, que os resultados obtidos foram baseados na Lei zero da Termodinâmica. Esta afirma que: “se dois corposestão em equilíbrio térmico, com um terceiro, então eles estão em equilíbrio térmico entre si”. Esta lei permite a definição de uma escala de Tº, como por exemplo, as escalas de Tº Celsius, Fahrenheit, Kelvin, Newton.
Um corpo diz-se que se encontra em equilíbrio térmico quando não ocorre nenhuma troca de calor no seu interior, ou entre ele e a sua vizinhança.
Quando se colocam em contacto doiscorpos que se encontram a temperaturas diferentes, verificámos que o corpo com menor temperatura sofre um aumento da mesma e o corpo que apresenta uma temperatura mais elevada irá sofrer uma diminuição desta, ficando assim os dois corpos em equilíbrio térmico. Melhor dizendo, as partículas do corpo com maior temperatura transferem energia às partículas do corpo a uma temperatura menor, até aomomento em que os dois de encontram com à mesma temperatura. Nesse momento, termina a transmissão de calor e o equilíbrio térmico é atingido.
Se num dia desagradável tocarmos num objeto de madeira e num de metal, teremos a impressão de que o objeto de metal se encontra a uma temperatura inferior, o que não é verdade, uma vez que ambos se encontram à temperatura ambiente. Isto ocorre porque, como onosso corpo não está em equilíbro térmico com os materiais, haverá troca de energia em forma de calor entre o nosso corpo e os materiais. Como o metal é um bom condutor e a madeira não, o calor será transferido mais rapidamente e é essa troca rápida de energia é que nos dá a impressão de que o material está com uma temperatura inferior.


Material

Gobelé
Balança
Calorímetro
Cilindro deferro
Termómetro
Placa Térmica
Água destilada










Procedimentos

1. Colocar o gobelé na balança e tarar;
2. Encher o gobelé com 150 ml e registar a sua massa;
3. Colocar o cilindro de ferro na balança e tarar, registando a sua massa;
4. Colocar o gobelé com a água em cima da placa de aquecimento até atingir aproximadamente 40ºC;
5. Transferir rapidamente a água aquecida...
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