Relatorio

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Uma Medida de Calor Espec´fico sem Calor´metro
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(A specific heat measure without calorimeter)

Cristiano Mattos1 e Alberto Gaspar2
Departamento de F´sica e Qu´mica, Faculdade de Engenharia, UNESP
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C.P. 205, CEP 12516-410, Guaratinguet´ , SP, Brasil
a
1

crmattos@feg.unesp, 2 gaspar@feg.unesp.br

Recebido em 11 de dezembro, 2002. Aceito em 13 de janeiro, 2003.
V´ rias t´ cnicastˆ m sido desenvolvidas para se obter o calor espec´fico de s´ lidos e l´quidos, incluindo a
a
e
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construcao de experimentos de baixo custo para o ensino m´ dio. Neste trabalho propomos uma maneira sim¸˜
e
ples de se obter o calor espec´fico de s´ lidos e l´quidos. Por meio de curvas de calibracao de resfriamento
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podemos estimar graficamente a perda de calor do sistemapara sua vizinhanca, e medir o calor espec´fico do
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alum´nio. Esta aproximacao permite introduzir uma discuss˜ o sobre o processo dinˆ mico da troca de calor entre
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a
dos corpos.
Several techniques were developed to obtain experimentally the specific heat of solids and liquids and efforts
has been done in order to build low cost experiments to use at high school level. In thiswork we propose a
simple way to obtain specific heat of solids and liquids. Through calibration cooling curves we are able to
estimate graphically the heat power loss of the system and also obtain the specific heat of the aluminum. This
approach allows introduce a discussion on the actual dynamic process that is heat change between two bodies.

I Introducao
¸˜
Professores e pesquisadores emensino de f´sica tˆ m realiı
e
zado um grande esforco em f´sica experimental para preen¸
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cher o enorme vazio existente entre a teoria e as pr´ ticas exa
perimentais no ensino m´ dio [1-4]. Diversos trabalhos tˆ m
e
e
sido realizados com o objetivo de construir experimentos
simples com material de baixo custo [5, 6]. A dificuldade
encontrada na construcao de experimentos com material de
¸˜`
baixo custo est´ ligada a busca de resultados precisos. Se
a
algu´ m quer ensinar boas t´ cnicas de medida e elege a pree
e
cis˜ o como seu principal objetivo, a construcao de aparatos
a
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experimentais de baixo custo s´ se justifica se n˜ o inviabio
a
´
lizar o alcance desse objetivo. Essa e uma raz˜ o relevante
a
para aprimorar o conjunto de problemas em f´sica experiı
mentalresolvidos com t´ cnicas desse tipo, em particular no
e
estudo da termodinˆ mica, de s´ rias dificuldades did´ ticas e
a
e
a
experimentais [1,2,7,8].
A determinacao do calor espec´fico de gases, l´quidos e
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s´ lidos pode ser obtida por diferentes t´ cnicas experimeno
e
´
tais oriundas das mais diversas areas da f´sica [1,3-13]. Ao
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mesmo tempo tem-se realizado um grande esforcote´ rico
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o
para expressar os fenˆ menos termodinˆ micos relacionados
o
a
com calor espec´fico em diferentes contextos da f´sica [14ı
ı
18]. Neste trabalho, estendemos o uso de um m´ todo sime
ples para obter o calor espec´fico de s´ lidos, a partir do esı
o
tudo da troca de calor entre dois corpos [19]. O m´ todo
e
baseia-se na construcao de curvas de resfriamento que des¸˜
crevem aperda de calor do sistema para a sua vizinhanca.
¸

Com essas curvas pode-se estimar com boa precis˜ o a tema
peratura inicial efetiva do sistema ao entrar em contato com
o s´ lido.
o
O objetivo desse procedimento n˜ o e prescindir ou disa´
pensar o uso do calor´metro, mas dar um enfoque comı
`
plementar as experiˆ ncias t´picas de medicao de calor ese
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¸˜
pec´fico realizadas com esseaparelho. Est´ claro para quem
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faz este tipo de experiˆ ncia que, a menos que se use cae
´
lor´metros de alta qualidade, e muito dif´cil medir a temı
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peratura de equil´brio t´ rmico com precis˜ o, principalmente
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quando ela difere muito da temperatura ambiente. Para mui´
tos estudantes essa experiˆ ncia e intermin´ vel - o equil´brio
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t´ rmico parece nunca ser...
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