Capacidade Térmica do Calorímetro
Todos já ouviram falar em calor, em um dia quente as pessoas sentem calor. Este e outros conceitos são estudados na física e nem sempre a idéia formulada no senso comum coincide com conceito formalizado e físico. O frio não existe conceitualmente quando estuda-se termodinâmica. O calor e o frio que todos conhecem está associado à sensação térmica. A física explicaria estas sensações respectivamente como perda e absorção de calor. É por esses “enganos” que é necessário que se conheça alguns conceitos que fazem parte da termodinâmica.
CALOR: é a energia térmica em trânsito de um corpo para outro devido a diferença de temperatura entre estes.
SISTEMA ISOLADO: aquele que não absorve e nem cede calor ao meio externo. As trocas de calor existentes são entre as substâncias ou corpos constituintes do sistema.
LEI ZERO DA TERMODIÂMICA (EQUILIBRIO TÉRMICO): Se dois corpos, A e B estão em equilíbrio térmico, e um terceiro corpo, C está em equilíbrio térmico com B, então, todos estarão em equilíbrio térmico (mesma temperatura).
CAPACIDADE CALORÍFICA: quando dois corpos diferentes recebem a mesma quantidade de calor a variação de temperatura será diferente, logo possuem capacidade de armazenar calorias diferentes. A Capacidade Calorífica ou Capacidade Térmica (C) de um corpo que cede ou recebe uma quantidade (Q) de calor e sofre uma variação na sua temperatura Δɵ, é: C= Q /Δɵ
O QUE É CALORÍMETRO?
É o dispositivo usado para estudar trocas de calor entre. O calorímetro ideal é aquele que não permite trocas de calor com o meio externo. Para isso é composto de paredes de isopor para isolá-lo termicamente do exterior.
O ideal seria que o dispositivo não trocasse calor, de modo algum com o ambiente. Na prática, porém, o isolamento do recipiente que contém a água apenas reduz a um mínimo a troca de calor. Quando se emerge um corpo quente na água do calorímetro, aquece tanto a água quanto o recipiente, a parte imersa do termômetro e a camada de material isolante térmico em contato com o recipiente. Desse modo, nem todo o calor é utilizado para aquecimento da água.
Então, trata-se o calorímetro como se fosse feito de água. É possível, desse modo, determinar uma quantidade de água ideal, equivalente àquela parte do calorímetro que é aquecida. O que é conhecido com equivalente em água do calorímetro.
COMO MONTAR O EQUIPAMENTO?
- Nesta prática você necessita de um calorímetro, dois termômetros, 50 ml de água a temperatura ambiente, 50 ml de água a 10ºC acima ou abaixo da temperatura ambiente.
- Monte o dispositivo acoplando o termômetro no orifício da rolha como mostra a imagem:
COMO REALIZAR A EXPERIÊNCIA?
- Coloque no calorímetro 50 ml de água a temperatura ambiente.
- Meça a temperatura do sistema calorímetro-água e anote na TABELA 1.
- Aqueça 50 ml de água + 10 C acima da temperatura medida no sistema calorímetro-água.
- Adicione a água aquecida ao calorímetro e meça a temperatura de equilíbrio anotando na TABELA 1.
Sistema Calorímetro-água
_______________
_______________
_______________
_______________ | 50 ml de água
__________
__________
__________
__________ | Equilíbrio Térmico
_________
_________
_________
_________ | Equivalente em água do calorímetro __________________
__________________
__________________
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
| |
|
|
| |
|
|
| |
|
PENSANDO A RESPEITO...
1. Qual a capacidade calorífica do calorímetro?
2. Explique o que significa Equivalente Água?
3. Sabe-se que o calorímetro não é ideal. Comente as possíveis trocas de calor que possam ocorrer com o meio externo?
4. O que é Capacidade Calorífica e Calor Especifico? Qual a relação entre estes conceitos?
