calorimetria

Páginas: 9 (2006 palavras) Publicado: 25 de setembro de 2014
 Universidade Federal de Alfenas – Campus Poços de Caldas
ICT 24 – Fenômenos Térmicos – Prof. Gustavo Valdiviesso


Resumo: O procedimento experimental feito em laboratório consistiu em tomar 10 temperaturas de 5 diferentes sistemas, que continham água e diferentes massas de alumínio, contidas em um calorímetro submetidas a aquecimento durante um minuto por um voltímetro. Seguem norelatório os dados obtidos no experimento e o tratamento dos mesmos. Elaboraram-se gráficos lineares da variação de temperatura em função do tempo para cada sistema, e através destes, elaborou-se outro gráfico envolvendo tais massas de alumínio e os coeficientes angulares obtidos em cada gráfico. Assim calculou-se a capacidade térmica do calorímetro utilizado e o calor específico do alumínio, quejuntamente com suas incertezas propagadas tiveram o valor de (3 ± 4)102 J.K-1 e (6 ± 2)103J.K-1kg-1,respectivamente. Entretanto estes valores não são válidos, porque a incerteza da capacidade térmica foi alta e o método utilizado não foi o adequado, pois de acordo com o gráfico obtido os pontos experimentais resultaram em uma parábola e não uma reta como era o esperado.
1. Introdução
Calorimetria é oestudo dos fenômenos de transferência de energia, e um desses tipos é o calor, que é a quantidade de energia transferida entre dois corpos devido a uma diferença de temperatura [3]. A quantidade desse tipo de energia pode ser obtida pela multiplicação entre o tempo gasto para ocorrer uma variação de temperatura em uma substância pré-determinada com a potência fornecida por um aparelho. Nesteexperimento, relacionou-se o tempo para que ocorresse uma variação de temperatura com a potência fornecida pelo voltímetro, com o objetivo de estimar a capacidade térmica do calorímetro utilizado e o calor específico da substância em estudo, no caso o alumínio.
2. Modelo
Pode-se definir calor como energia transferida de um sistema para o ambiente ou entre dois corpos, devido a uma diferença detemperatura, sendo o fluxo de energia do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura [3].
O conceito de calor é utilizado no experimento realizado, podendo também ser relacionado com a 1ª Lei da Termodinâmica, que tem sua definição a partir do Princípio da Conservação de Energia e também a realização de trabalho mecânico. Tal lei é dada pela equação [3]:

onde dU é uma pequena variaçãode energia interna, dQ é uma pequena quantidade de calor fornecido para o interior ou exterior do sistema e é o trabalho necessário para manter o corpo no ambiente.
A quantidade de calor Q necessária para alterar a temperatura de certa substância de massa definida é descrita pela equação seguinte [1]:

onde m é a massa e c é o calor específico da substância e é a variação de temperatura.
Ocalor específico é uma grandeza definida de acordo com cada material, sendo dependente da temperatura embora sua variação seja praticamente desprezível. Sua unidade é J.K-1kg-1.
Capacidade térmica de um corpo é a constante de proporcionalidade entre o calor específico e a variação de temperatura do corpo [3]. É dada por [3]:

onde C é a capacidade térmica do corpo, m é a massa e c o calorespecífico.
Substituindo (3) em (2) chega-se a seguinte equação:

onde Q é a quantidade de calor, C é a capacidade térmica do corpo e é a variação de temperatura.
Cada corpo contido no sistema irá trocar calor de forma diferente, dependendo do seu calor específico. Por isso, deve ser considerado o Q total como o somatório de todos os corpos presentes no sistema. No caso do procedimento feito,os corpos envolvidos eram água, alumínio e o calorímetro por não ser ideal.
Somando as equações (2), para água e para alumínio, e (4) encontra-se o calor total trocado no sistema:

onde são a massa e o calor específico da água, respectivamente, e são a massa e o calor específico do alumínio, respectivamente.
A quantidade de calor Q relacionada por uma unidade de tempo é igual à potência...
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