fisica

Experimento 9: Capacidade T´ermica
Introdu¸c˜ao
Em processos termodinˆamicos ´e fundamental o conhecimento de como os materiais em estudo se comportam com rela¸c˜ao a varia¸c˜oes de temperatura, press˜ao, volume, etc.
As quantidades f´ısicas citadas (temperatura, press˜ao, volume, por exemplo), dentro do estudo da termodinˆamica e f´ısica estat´ıstica, podem se alterar devido `as v´arias trocas de calor que acontecem entre o sistema em estudo e o ambiente em que ele est´a acoplado, denominamos este calor (ou este valor de energia que transita entre os componentes em estudo) de Q. Em certas condi¸c˜oes ´e poss´ıvel conhecer a quantidade de calor cedida a um sistema. Por exemplo, podemos aquecer um objeto utilizando um sistema el´etrico (da mesma forma que o chuveiro aquece a ´agua em sua residˆencia, devido ao efeito Joule).
Nestas condi¸c˜oes, a energia transferida para o objeto (isto ´e, o calor transferido ao sistema pela energia el´etrica) ´e dada, desprezando perdas secund´arias, por:
∆Q = V i∆t. (1)
O calor assume este valor devido ao fato conhecido de que a potˆencia ´e dada por:
P = V i∆Q
∆t
, (2) onde V ´e a tens˜ao fornecida e i ´e a corrente que circula no sistema. Em condi¸c˜oes experimentais simples com esta, a varia¸c˜ao de temperatura ´e proporcional ao calor cedido, ou seja:
∆Q = C∆T, (3)
∆Q = V i∆t = C∆T. (4)
A constante C acima ´e denominada capacidade t´ermica do objeto. A capacidade t´ermica ´e a raz˜ao entre o calor cedido ao sistema e sua varia¸c˜ao de temperatura. Se conhecermos a massa m do objeto em estudo, podemos definir o calor espec´ıfico, c, do material: c =
C
m
. (5)
O calor espec´ıfico ´e uma propriedade da substˆancia (assim como o coeficiente de dilata¸c˜ao t´ermica e a resistividade).
Na tabela abaixo mostramos o calor espec´ıfico e a capacidade t´ermica de v´arios tipos de materiais.
Tabela 1:Calor espec´ıfico e Capacidade t´ermica molar de alguns materiais.
Substˆancia c(cal/g◦C) CM(cal/mol◦C)