Capacidade térmica massica

Páginas: 7 (1625 palavras) Publicado: 13 de novembro de 2013
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

Actividade Laboratorial
Capacidade Térmica Mássica

Elaborado por:
Armanda Costa
Fernanda Veríssimo
Hélder Silva
Formadores: Professor Doutor Paulo Simeão de Carvalho
Professor Doutor Manuel Joaquim Marques

Actividades Laboratoriais para o 10º e 11º anos do Ensino Secundário

Porto, 21 de Julho de 2010

Enquadramento no programa
Arealização desta actividade laboratorial, ao nível do 10º Ano, é útil para o aluno consolidar o conceito
de capacidade térmica mássica, compreendendo que é uma caraterística de um material que lhe confere
propriedades específicas relativamente ao aquecimento e ao arrefecimento.
Questões-problema
Por que é que no Verão a areia fica escaldante e a água do mar não?
Por que é que os climasmarítimos são mais amenos do que os continentais?
Objectivos da actividade


Determinação da capacidade térmica mássica da substância de que é feito um corpo metálico.



Analisar transferências e transformações de energia num sistema.



Efectuar um balanço energético das transferências energéticas com base na Lei da Conservação
da Energia.



Explicar determinados fenómenos combase nos valores elevados ou baixos da capacidade
térmica mássica dos materiais neles envolvidos.



Aplicar o conceito de capacidade térmica mássica à interpretação de fenómenos do dia-a-dia.

Leis e Teorias


Lei da Conservação da energia



Lei Zero da Termodinâmica

Conceitos a explorar


Energia interna



Temperatura



Transferência de Energia

•Transformação de Energia



Capacidade térmica mássica



Equilíbrio térmico



Sistemas termodinâmicos

1

Questões pré-laboratoriais
1. Justifica a afirmação: ”A capacidade térmica mássica do alumínio tabelado é de 900 Jkg −1 K −1 .”?
2. Se dois blocos, um de alumínio e outro de cobre, forem aquecidos com a mesma fonte de energia
durante o mesmo intervalo de tempo, qual delesaquece mais? Justifique.
3. Se aquecermos uma massa igual de água e azeite fornecendo a mesma quantidade de energia,
verificaremos que o azeite atinge uma temperatura superior à da água. Qual destas substâncias tem
maior capacidade térmica mássica? Justifique.
4. Como se pode calcular a capacidade térmica mássica de uma substância constituinte de um corpo a
partir da quantidade de energia por elerecebida?

Material utilizado


Blocos de cobre e alumínio



Gobelé



Água



Resistência eléctrica de aquecimento



Termómetro digital



Calorímetro



Balança



Fio

2

Procedimento
A - Determinação da capacidade do calorímetro
1. Colocar uma massa conhecida de água à temperatura ambiente no calorímetro.
2. Registar o valor da temperatura daágua após ter sido estabelecido o equilíbrio térmico com
calorímetro.
3. Aquecer uma massa de água a uma determinada temperatura e registar esse valor.
4. Adicionar uma massa conhecida de água quente no calorímetro.
5.

Registar a temperatura de equilíbrio.

B - Determinação da capacidade térmica mássica do cobre/alumínio
1. Colocar aproximadamente 200 mL de água no gobelé e aquecer atéà ebulição desta.
2. Introduzir uma massa conhecida de água à temperatura ambiente no calorímetro e registar a sua
temperatura.
3. Atar uma linha ao bloco de cobre, por intermédio da qual se possa mergulhar e retirar o bloco de
dentro da água.
4. Introduzir o cobre na água em ebulição (de forma que fique suspenso por intermédio da linha).
5. Registar a temperatura da água em ebulição.
6.Retirar o cobre da água em ebulição, e, rapidamente, introduzi-lo no calorímetro.
7. Fechar o calorímetro com a tampa e agitar ligeiramente.
8. Registar a temperatura quando se atinge novo equilíbrio térmico.
9. Repetir o procedimento anterior para o bloco de alumínio.

Resultados obtidos
A. Capacidade térmica do calorímetro
mágua fria/g

mágua quente/g

θágua fria/ºC

θágua...
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