Lab1 - Física 3 - Prof Jeferson Arenzon

FIS01 201 Física Geral e Experimental IIA Experiência: Calor Específico O calor específico de uma substância, usualmente indicado pelo símbolo c, é a quantidade de do calor necessária para elevar a temperatura de um grama dessa substância em um grau Celsius. Pela definição de calorias, o calor específico da água é 1,0 cal/g°C. Se um corpo de massa m e constituído de uma substância com calor específico c, então o calor Q, necessário para elevar de ΔT a temperatura do corpo, é Q = mcΔT. O objetivo deste experimento é determinar o calor específico de alguns metais. Materiais e Equipamento - Calorímetro; - Amostras de alumínio, cobre e chumbo; - Ebuliômetro; - Barbante; - Termômetro; - Balança; - Água fria. ALERTA: Este experimento envolve o uso de água fervente e o manuseio de objetos metá- licos quentes. Trabalhe cuidadosamente! Procedimento Efetue o procedimento a seguir, e anote os resultados na tabela que encontrará no final deste roteiro. 1. Encha o ebuliômetro até a metade, com água fria. Ligue-o e coloque o nível de potência na posição 5. 2. Meça e anote mcal, a massa do calorímetro que será usado (ele deve estar vazio e seco). 3. Meça e anote as massas ma das amostras de alumínio, cobre e chumbo. 4. Encha o calorímetro até a metade com água fria. Use água suficiente para cobrir completamente a amostra. 5. Meça e anote a massa m do calorímetro com água fria. 6. Meça e anote TH2O, a temperatura da água fria. 7. Amarre um barbante na amostra. Suspenda-a em água fervente e espere alguns minutos para que ela atinja a temperatura da água. 8. Retire a amostra da água fervente, enxugue-a rapidamente com papel toalha e suspenda-a na água fria. A amostra deve ser completamente mergulhada, mas não deve tocar o fundo do calorímetro. 9. Com o termômetro, observe a elevação da temperatura da água enquanto ela absorve calor da amostra. Use o termômetro para agitar a água, cuidadosamente. Aguarde alguns minutos e registre a temperatura de equilíbrio Te. 10. Repita as etapas 4 a 9 para todas as amostras. Determinação dos calores específicos Para cada uma das amostras, efetue as seguintes operações: 1. Determine a massa de água fria mH2O = m - mcal. 2. Determine o calor específico cx de cada amostra a partir do princípio de conservação de energia: mH2OcH2O(Te - TH2O) + mxcx(Te - 100°C) = 0 . cH2O é o calor específico da água. 3. Anote os resultados na tabela. alumínio cobre chumbo mcal ma TH2O Te m mH2O cx Relatório Com suas próprias palavras, elabore um relatório sucinto sobre este experimento, destacando objetivos, equipamento utilizado e procedimento. Apresente e discuta os resultados. Não esqueça de mencionar as fontes de erro. -> Determinação do calor específico ALUMÍNIO COBRE CHUMBO mcal 4,06 g 7,05 g 4,09 g ma 498,2 g 196,8 g 82,2 g TH2O 14,5°C 14,8°C 14,9°C Te 25,5°C 42,0°C 19,4°C m 229,45 g 223,0 g 242,10 g mH2O 229,39 g 224,9 g 242,0 g Ca 0,18 cal/g°C 0,08 cal/g°C 0,03 cal/g°C -> Determinação mH2O ALUMÍNIO COBRE CHUMBO mH2O = m - mcal 229,3 - 4,05 223,0 - 4,05 242,9 - 4,05 229,45 g 224,9 g 242,1 g -> Determinação Ca Alumínio Ca = mH2O . cH2O . (Te - TH2O) + ma . ca . (Te - 100°C) 229,45 . (25,5 - 14,5) + 498,2 . ca . (25,5 - 100) 229,45 . (11,0) = 498,2 . ca . (-74,5) 229,45 . 11 = 498,2 ca . 25,5 229, 45 . 44,5 (......) = 0,18 cal/g°C * * * + 11464,05 Cobre Ca = mH2O . cH2O . (Te - TH2O) + ma . ca . (Te - 100°C) 244,9 . (42,0 - 14,8) + 196,8 . ca (42,0-100) 244,9. (0,5) + 196,8. ca. (-44,4) 229,95 . 5.0 = ..... (224,9) = 0,08 cal/g°C CHUMBO ...... 15046.60 Chumbo ca=pH2O.Ch2O.(Te-Tw40)+ma.ca.(Te-100°C) 244,95.np.(19,2+14,6) + 228,3.ca.(19,2-100) 244,95.(14)+228,3.ca(-80,8) 249,65.14 + 41n,65 = 0,03cal/g°C 228,3.80,8 encuento - Comparação de resultados Alumínio Cobre Chumbo conhecido 0,22 0,09 0,03 obtidos 0,18 0,08 0,04 erro 0,04 cal/g°C 0,01 cal/g°C 0,01 cal/g°C A primeira fonte de erro foi originar do funcionamento das matérias incompleto, na verificação do termômetro, no escalícar do balanço e na imprecisão do mediador. Para minimizar estes erro é de realiza ou aproximar mais do centro possivel durante êxitu a coleta de dados mais neutro para obter exatidão.