DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE UM SÓLIDO POR CALORIMETRIA Introdução física intensiva que define a variação térmica de Calor específico é uma grandeza física intensiva determinada substância substância ao ao receber determinada quantidade de calor . Também é chamado de capacidade térmica mássica. térmica mássica. unidade no !I !I é é "#$%g.&' $ (oule por (oule por quilograma quilograma e e por %elvin %elvin'. '. )ma unidade usual bastante utilizada para calores específicos é cal#$g.*+' $caloria $caloria por por grama grama e e por grau celsius'. celsius'., -m rigor há dois calores específicos distintos o calor específico sob volume constante
e o calor específico sob pressão constante
. / calor específico a pressão
constante é geralmente um pouco maior do que o calor específico a volume constante0 sendo a afirmação verdadeira para materiais com coeficientes de dilatação volumétrico positivos. volumétrico positivos. -m virtude do aumento de volume associado 1 dilatação térmica0 parte da energia fornecida na forma de calor é usada para realizar trabalho contra o ambiente a pressão constante e não para aumentar a temperatura em si2 o aumento de temperatura e3perimentado para um sistema 1 pressão constante é pois menor do que aquele que seria e3perimentado pelo mesmo sistema imposto o volume constante uma vez mantida a mesma transfer4ncia de energia na forma de calor. 5o caso do calor específico a volume constante0 toda a energia recebida na forma de calor é utilizada para elevar a temperatura do sistema0 o que faz com que
6 em virtude de sua definição 6
se(a um pouco menor. diferença entre os dois é particularmente importante em gases2 em s7lidos e líquidos su(eitos a pequenas variaç8es de volume frente 1s variaç8es de temperatura0 os valores dos dois na maioria das vezes se confundem por apro3imação. -m análise te7rica e de precisão0 contudo0 é importante a diferenciação dos dois. 9ateriais com dilatação an:mala0 como a água entre ;*+ e <*+0 não obedecem 1 regra anterior2 nestes casos o calor específico a volume constante é então um pouco maior do que o calor específico a pressão constante.
+apacidades +aloríficas de sistemas 6+,$Te6T,' = +>$Te6T>' /nde +, e +> ? +apacidades caloríficas dos sistemas , e >2 T, e T> ? Temperaturas Temperaturas inicias dos sistemas , e > Te ? temperatura final
MATERIAIS +alorímetro adiabático de isopor2 @erro e chumbo metálicos2 Aroveta de >B; mC2 Term:metro $;6,;;*+ D ;0B*+'2 +opo de alumínio2 Ealança
PROCEDIMENTO -tapa , Feterminação da capacidade calorífica do sistema calorimétrico. +oloque >;; mC de água destilada no interior do sistema calorimétrico e dei3e6o alcançar o equilíbrio térmico. note a temperatura. Aese uma quantidade de ferro metálico $c = ;0,;G cal#g*+' em balança adequada. Hesfrie em água destilada e anote a temperatura. -m seguida0 transfira rapidamente o ferro metálico para o sistema calorimétrico0 espere o equilíbrio térmico ser alcançado e anote a temperatura de equilíbrio. )tilize estes dados para calcular a capacidade calorífica do sistema calorimétrico. -tapa > Feterminação do calor específico de um s7lido. -svazie e lave o calorímetro. Hepita o procedimento anterior0 utilizando uma amostra de chumbo metálico.
H-!)CTF/!
Ferro
9assa do ferro = B,0G g +alor especifico = ;0,;G cal#g*+ Temperatura inicial da água $>;; ml' = ;J+ Temperatura inicial do ferro = K;J+ Temperatura no equilíbrio = LJ+ +apacidade +alorífica do ferro +>=c.m +> = ;0,;G.B,0G +> = BG0$Te6T>' 6+,$L6;'=BG0BG.M;, cal#J+
C!"#o
9assa do chumbo = M<0> g Temperatura inicial da água $>;; ml' = ;J+
Temperatura inicial do ferro = K;J+ Temperatura no equilíbrio = BJ+ +apacidade +alorífica do +humbo 6+,$Te6T,' = +>$Te6T>' 6MB0BB<$B6;'=+>$B6K;' +>=<,0M>K> cal#J+ +alor específico do chumbo c=+#m c=;0;BGK cal#g. J+
Aara o ferro -rro relativo = >LK0,B6>M0,B = >B -rro absoluto = >B#>M0,BN,;; = L0,BO
Aara o chumbo -rro relativo = >LL0,B6>M0,B = >G -rro absoluto = >G#>M0,BN,;; = L0B>O mbos sofreram a mesma variação de temperatura
J+.
