aula prática 2 calor específico do alumínio

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS CORNÉLIO PROCÓPIO
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Ana Beatriz Rodrigues
Carlos Henrique Fontana
Inácio Maximiliano Marchetti da Silva
AULA PRÁTICA 2
CALOR ESPECÍFICO DO ALUMÍNIO
Cornélio Procópio
2012

Titulo do Experimento:
Calor específico do alumínio.

Objetivos:
Determinar o calor específico do alumínio.

Resultados obtidos:
A partir da realização do experimento obtiveram-se os resultados, que estão
expressos nas tabelas abaixo:
Tabela 1: Massa do recipiente de alumínio (mR), massa dos blocos de alumínio (mB),
massa da água quente (mAq), massa da água fria (mAf).
MR (g)
MB (g)
MAq (g)
MAf (g)
86,70
146,61
193,01
193,06
Tabela 2: Valores iniciais da temperatura da água quente e fria (TAq e TAf),
temperatura de equilíbrio (TE) da barra e desvio da medida do termômetro (σTo).
TAq (C⁰)
84
TAf (C⁰)
23
σ (C⁰)
0,5
TE (C⁰)
57
Tabela 3: Variação da temperatura das águas quente e frias.
ΔTAq (C⁰)
-27

ΔTAf (C⁰)
34
Análise dos resultados:
Para obtenção do calor específico do alumínio, é necessário calcular a
variação das temperaturas que foram obtidas no decorrer do experimento, utilizou-se
dois termômetros um para a água em temperatura ambiente e outro para a água em
seu inicio de ebulição, que marcavam temperaturas inicias e finais diferentes entre
si. O objetivo deste experimento é calcular o calor especifico do alumínio,
calculamos segundo a conservação de energia, já que o calor tem o mesmo
principio de conservação. Em que a quantidade de calor cedida de um corpo é igual
em modulo a quantidade de calor absorvida por outro (Lei Zero da Termodinâmica).
Assim é calculada a quantidade de calor da água quente e fria, do recipiente
e do bloco de alumínio segundo a fórmula1: Q = m.c.T. A quantidade de calor
cedida pela água quente, pelo recipiente e pelo bloco são absorvidas pela
quantidade de calor da água fria, segundo a formula:
Qq + Qr + Qb + Qf = 0
Substituindo pela formula1, tem-se:
MAq.cA.ΔTAq + mB.cAl.ΔTB + mR.cAl.ΔTR + mAf.cA.ΔTAf = 0
Sendo:
1.
cA = 1,00 cal/goC
2.
ΔTB = ΔTR = ΔTAq = -27 oC
Temos:
(193,01*1,00*(-27)) + (86,70*Calu*(-27)) + (146,61*Calu*(-27)) + (193,06*1,00*34) =0
−𝐶𝑎𝑙𝑢.∗ ((27 ∗ 146,61) + (86,70 ∗ 27)) = (27 ∗ 193,01) − (193,06 ∗ 34)
−𝐶𝑎𝑙𝑢. =
(27 ∗ 193,01) − (193,06 ∗ 34)
(27 ∗ 146,61) + (86,70 ∗ 27)
𝐶𝑎𝑙𝑢. = 0,215
𝑐𝑎𝑙
𝑔 ∗ ⁰𝐶
Aplicando os valores encontrados na formula obtém-se o valor do calor
especifico do alumínio, que é 0,215 cal/g oC. Porem existe um erro, devido a
pequenas perdas de temperatura para o ambiente e perda da massa de água
quente em forma de vapor, tal erro é obtido pela formula:
𝐶𝑎𝑙𝑢. =
−𝑀ℎ2𝑜 ∗ 𝛥𝑇𝑓
𝑀ℎ2𝑜
−
(𝑀𝑟 + 𝑀𝑏𝑙) ∗ 𝛥𝑇𝑞 𝑀𝑟 + 𝑀𝑏𝑙
𝜕𝐶𝑎𝑙𝑢
𝑀ℎ2𝑜 ∗ 𝛥𝑇𝑓
=
𝜕𝛥𝑇𝑞 (𝑀𝑟 + 𝑀𝑏𝑙) ∗ 𝛥𝑇𝑞 2
𝜕𝐶𝑎𝑙𝑢
𝑀ℎ2𝑜
= (−
)
(𝑀𝑟 + 𝑀𝑏𝑙) ∗ 𝛥𝑇𝑞
𝜕𝛥𝑇𝑓
𝜕𝐶𝑎𝑙𝑢 2
𝜕𝐶𝑎𝑙𝑢 2
𝜎𝐶𝑎𝑙𝑢. = √((
) ∗ (𝜎𝑡)2 + (
) ∗ (𝜎𝑡)2 )
𝜕𝛥𝑇𝑞
𝜕𝛥𝑇𝑓
2
2
𝜎𝐶𝑎𝑙𝑢. = √ (
𝑀ℎ2 𝑜 ∗ 𝛥𝑇𝑓
𝑀ℎ2 𝑜
) ∗ (𝜎𝑡)2 + (−
) ∗ (𝜎𝑡)2
(𝑀𝑟 + 𝑀𝑏𝑙) ∗ 𝛥𝑇𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒
(𝑀𝑟 + 𝑀𝑏𝑙) ∗ (𝛥𝑇𝑞)²
𝜎𝐶𝑎𝑙𝑢. = 0,025
Tabela 4: calor específico do alumínio e seu respectivo erro.

Calu. (cal/goC)
 Calu. (%)
(0,215 ± 0,025)
11,63
Conclusão
Após a realização da prática, conseguiu se chegar a um valor bem
aproximado do coeficiente de dilatação do alumínio que é de 0,215 ( HALLIDAY, 2009),
conforme os cálculos aplicados sobre a análise de dados. Tem-se porem uma
advertência sobre essa afirmação, devido às interferências ocorridas durante o
experimento, como a perda da massa do recipiente que continha água mais alumínio
se aquecendo (observou perca de água na forma de vapor durante esse processo) e
a perca de calor do mesmo recipiente na retirada do aquecedor (dissipação de calor
com o meio antes de ser colocado dentro do calorímetro), que causaram desvios,
gerando o percentual de erro, não sendo possível comprovar essa pratica se ele não
for considerado.
Mas qual o significado do calor especifico e suas relações com a quantidade
de calor e a variação da temperatura.

Referencias bibliográficas
HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J.- Fundamentos de Física 2 – V. 2, 8
.ed., São Paulo: Livros Técnicos e Científicos Editora, 2009