fisica

Páginas: 5 (1244 palavras) Publicado: 13 de agosto de 2014
Calor Específico
1.
Introdução
Nesta experiência, serão estudados os efeitos do calor sobre os corpos, e a
relação entre quantidade de calor, variação da temperatura e calor específico.
Vamos supor que tenhamos certa quantidade de massa m de um material
com
calor específico igual a c. Para a sua temperatura sofrer uma variação de
Δ
T a quantidade de calor necessária será:

=
푚푐
Δ
푇=

Δ

(
1
)
Caso esse material M seja introduzida em um calorímetro com certa
quantidade de água e
supondo que não existe troca com o meio ambiente
(paredes adiabáticas), pode
-
se escrever que:

!
+

á
!"#
+

!"#
=
0
(
2
)
Levando em consideração que a água e o calorímetro estão em uma
temperatura inferior ao material, a
quantidade de calor perdida pelomaterial
será absorvida pelo calorímetro e a água.
Porém, vamos supor que um experimento semelhante tenha sido realizado
em um recipiente que não seja um calorímetro,
por exemplo,
um simples
béquer que facilmente perde calo
r para o meio ambiente [1]. Se nesse béquer
for colocada certa quantidade de água aquecida, com o passar do tempo a sua
temperatura vai decrescer, pois passará a existir umaperda para o ambiente
(Parte I).
Se, além disso, durante este resfriamento,
um ped
aço de metal com
temperatura inferior a água foi introduzido nela, a água perde

calor
também
para o metal (Parte II),
o que
corresponde a uma perda no interior do sistema.
Após estabelecer um equilíbrio termodinâmico, o sistema (água + metal)
continua a
perder calor para a vizinhança (Parte III). AParte III mostra a mesma
taxa de transferência de calor apresentada na Parte I. A
Figura
1
apresenta
o
resultado da vari
ação da temperatura em função do tempo para um bloco de
alumínio imerso em água previamente aquecida [1].
Figura
1
.
Resultado experimental para um bloco de alumínio que foi imerso na
água aquecida
.
Parte I corresponde à transfer
ência de calor da água paravizinhança, a Parte II a transferência de calor da água para o bloco de alumínio
e a Parte III corresponde
à
transferência de calor da água + alumínio para o
meio ambiente [1].
Na Parte I, o sistema (S) é composto apenas da ág
ua (A)
.
P
ode
-
se
,
então,
dizer que a perda de calor do sistema para vizinhança (V) (


!

!
)
é
dada
por
:


!

!
=


!

!
(
3)
P
ara
tanto, foi desprezada
a interferência do recipiente (béquer), já que a
capacidade térmica dele é muito menor do que a da água.
Durante a Parte II, existe a parte de calor transferido entre a água (A) e o
metal (M) e também a transferência de calor para vizinhança que continua
existindo
. E
ntão
:



!

!
=



!

!
+


!

!
+


!

!
(
4)
Desde que a massa de água seja suficientemente grande para encobrir
totalmente a massa metálica, é possível supor
que a perda calor do sistema
para o ambiente tenha
variação mínima quando o metal foi imerso na água
, e
que, portanto,
a transferência de calor e a taxa em relação tempo com que ela
evolui são quase idênticas com ou sem a presença do metal
. Assim, têm
-
se:


!
→!
=



!

!
(
5
)


!

!
=



!

!
(
6
)
E
ntão
,
a Equação
4
pode ser reescrita como:
0
=
0
+


!

!
+


!

!
(
7
)
Usando a definição expressa pela Equação
1
, o calor específico do metal
é dado por
:

!
=


!

!
(

!"


!"
)

!
(

!"


!"
)
(
8
)
onde

!
é o calor específico daágua.
2.
Objetivos
O objetivo desta experiência será determinar o calor específico de uma
peça metálica.
3.
Materiais e Métodos
Os materiais necessários para realização deste experimento são:
Ø
Béquer
Ø
Aquecedor
Ø
Termômetro digital
Ø
Cronômetro
Ø
Balança
Ø
Água
Ø
Peça metálica
Roteiro Experimental:
i.
Meça a temperatura ambiente a massa do metal (

!
) e a sua...
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