1. O documento descreve um experimento de calorimetria realizado por estudantes para determinar a capacidade térmica de um calorímetro e o calor específico de um metal. 2. Os resultados obtidos no experimento para a capacidade térmica do calorímetro e o calor específico do metal foram próximos aos valores da literatura, indicando a validade do experimento realizado. 3. O documento apresenta detalhadamente o procedimento experimental, materiais utilizados e cálculos realizados para determinar a capacidade térmica e o calor

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS
DISCIPLINA FÍSICA EXEPERIMENTAL II
Flavio Augusto Gomes Pacheco
José William Silva Cavalcante
Vitor Matheus Campelo de Sousa Batista
CALORIMETRIA
Teresina -PI
Julho - 2022

2. Flavio Augusto Gomes Pacheco
José William Silva Cavalcante
Vitor Matheus Campelo de Sousa Batista
CALORIMETRIA
Relatório elaborado como método de
avaliação da disciplina física experimental
II do curso de Engenharia de Materiais da
Universidade Federal do Piauí – UFPI.
Teresina -PI
Julho - 2022

3. SUMÁRIO
1. Introdução 4
2. Objetivo 5
3. Procedimento Experimental 5
4. Materiais Utilizados 5
5. Resultado E Discussão 6
6. Conclusão 8
Referência Bibliográfica 9

4. 1. INTRODUÇÃO
Calorimetria é a parte da física que estuda os fenômenos relacionados as
trocas de energia térmica. Por meio da calorimetria é possível saber qual é a
temperatura de equilíbrio de um sistema de corpos e qual é a quantidade de energia
térmica necessária para que se observem variações de temperatura ou mudanças de
estado físico no sistema (HELERBROCK, Rafael ,2022).
A energia é transferida de um corpo para um outro na forma de calor, em função
unicamente da diferença de temperatura entre eles. Esse processo ocorre do corpo
de maior temperatura para o de menor temperatura e cessa quando o equilíbrio
térmico é atingido, ou seja, quando os corpos atingem a mesma temperatura. Um
corpo não possui calor, ele possui energia interna e dessa forma só faz sentido falar
em calor quando essa energia está sendo transmitida (GOUVEIA, Rosimar,2022).
A unidade mais utilizada para o calor é caloria (cal), embora sua unidade no SI
seja o joule (J). Uma caloria equivale a quantidade de calor necessária para aumentar
em um grau a temperatura de um grama de água pura, sob pressão normal. Uma
caloria corresponde a 4,186 joules, como uma caloria é uma unidade pequena seu
múltiplo quilocaloria é usado. A relação entre ambos é dada por: 1 kcal = 10³cal A
capacidade térmica (C) é uma grandeza física utilizada para definir a quantidade de
calor que um corpo deve receber, ou ceder, para que a sua temperatura varie, ela é
definida a partir da razão entre o calor recebido (Q) pelo corpo e a variação de
temperatura (𝛥𝑇) que este sofre (Young, H. D.; Freedman,2015).
O calor específico (c) é uma unidade que indica a quantidade de calorias
necessárias para se elevar em 1,0 ºC uma massa de 1,0 g de determinada substância,
ela é a razão entre a capacidade térmica e a massa do corpo (m). A capacidade
térmica e o calor específico podem ser determinados por meio do calorímetro. Quando
a transferência de energia, na forma de calor, produz no corpo uma mudança na sua
temperatura é chamado de calor sensível, este fenômeno é regido pela lei física
conhecida como Equação Fundamental da Calorimetria, a quantidade de calor
sensível recebida ou cedida por um corpo pode ser calculada através da Equação 01.
Quando a transferência gera uma mudança no seu estado físico é chamado de calor
latente, é possível calcular a quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo
que gerou uma mudança em seu estado físico através da Equação 02 ( Halliday,
Resnick. 2016).
𝑄 = 𝑐 × 𝑚 × 𝛥𝑇 Eq. 01 𝑄 = 𝑚 × 𝐿 Eq. 02

5. 2. OBJETIVO
Com este experimento busca-se determinar a capacidade térmica de um
calorímetro, Compreender a influência térmica dos meios, Distinguir calor especifico
de capacidade calorifica e o calor especifico e a capacidade calorifica de um metal.
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Parte I
I. Coloque no interior do calorímetro aproximadamente 45,2g de água (m),
inicialmente a uma temperatura cerca de 10ºC abaixo da temperatura
ambiente.
II. Espere este sistema entrar em equilíbrio térmico e meça a temperatura
no interior do calorímetro. Que de início é de 20,5°C.
III. Coloque agora no interior do calorímetro mais cerca de 14g de água
(m>). a uma temperatura da ordem de 20ºC acima da temperatura
ambiente.
IV. Espere o sistema entrar em equilíbrio e meça sua temperatura final,
chegando a um ponto de equilíbrio de aproximadamente 26,5°C
V. Determinando a capacidade térmica do calorímetro, tem como resultado
final 6,08 Cal/°C.
Parte Il
VI. Coloque no interior do calorímetro aproximadamente 18,5g de água (m),
inicialmente a uma temperatura de 18,5°C, cerca de 5ºC abaixo da
temperatura ambiente.
VII. Espere este sistema entrar em equilíbrio térmico e meça a temperatura
no interior do calorímetro. Que de início é de 20,7°C.
VIII. Coloque agora no interior do calorímetro uma peça de metal (Fe = 7,8g)
com massa (m), e temperatura (Ts), igual à temperatura de ebulição da
água. O cubo de ferro foi aquecido a 100°C.
IX. Espere o sistema entrar em equilíbrio e meça sua temperatura final,
chegando a um ponto de equilíbrio de aproximadamente 23,3°C.
X. Determine o calor específico do metal e compare com o valor tabelado.
4. MATERIAIS UTILIZADOS
1 Calorímetro

6. 1 Água
1 Termômetro
1 Placa de aquecimento
1 Um pedaço pequeno de metal
1 Balança
5. RESULTADO E DISCUSSÃO
PARTE 1
Após realizarmos o procedimento desse experimento, devemos calcular a
capacidade térmica do calorímetro que é dado pela seguinte formula Qc=Mc.Cc.▲Tc,
para que assim podemos compreender a influência térmica dos meios. Na primeira
etapa do experimento obtivemos os seguintes dados.
Após realizamos o experimento obtivemos os dados do sistema em equilíbrio,
que são:
Para determinar a capacidade térmica do calorímetro temos, que entender que
o princípio da troca de calor, que quando dois ou mais corpos trocam calor entre si,
em um sistema termicamente isolado, até ser atingido o equilíbrio térmico, a soma
algébrica das quantidades de calor trocadas é nula, assim:
Qc=Mc.Cc.▲Tc
C.▲Tc+Ma1.Ca1▲Ta1+Ma2.Ca2. ▲Ta2=0
▲Tc

7. C= -Ma1.Ca1. ▲Ta1-Ma2.Ca2. ▲Ta2
▲Tc
C= -(45,25). (1). (26,5-20,05) -(14). (1). (26,5-48,5)
(26,5-20,5)
C=6,08 Cal/°C
Após análise dos resultados da primeira parte do experimento, verificou-se que
o calor especifico do calorímetro que é de 5,23 Cal/°C foi um pouco diferente do que
foi realizado no laboratório durante o experimento, que foi de 6,08 Cal/°C. Uma das
maiores fonte de erro para essa parte do experimento, está na troca de calor com o
ambiente e sistema, e a precisão dos matérias utilizados, que poderia ter sido
provocada em virtude do manuseio incorreto na hora da realização do experimento.
PARTE 2
Para a segunda parte do experimento verificamos, o calor especifico e
capacidade calorifica de um solido, após realizamos a segunda etapa do experimento
obtivemos os seguintes dados:
Após realizamos o experimento obtivemos os dados do sistema em equilíbrio,
que são:
Para determinar o calor especifico do bloco de ferro e a capacidade de
calorificar de um metal temos, a seguinte formula do princípio da troca de calor, que:
Qc+Qa+Qb=0

8. Mc.Cc.▲Tc+MaCa▲Ta+Mb.Cb▲Tb=0
C. (Tfc-Tic) +Ma.Ca(Tfa-Tia) +Mb.Cb.(Tfb-Tib) =0
Cb= -C. (Tfc-Tic) – Ma.Ca.(Tfa-Tia)
Mb. (Tfb-Tib)
Cb= -5,23. (22,5-20,6) -31.1. (22,5-20,6)
7,8. (23,5-100)
Cb= 0,115 cal/°C
Após análise dos resultados, verificou-se o calor específico do bloco de ferro
que foi realizado o experimento obtivemos o resultado de 0,115 cal/°C que bastante
próximo com o da literatura que é de 0,119 cal/°C, ocorrendo apenas um pequeno
desvio que deve ter ocorrido devido o manuseio na hora das aplicações do mesmo
assim como erros na hora de colocar o bloco de ferro, erro na leitura, a temperatura
ambiente entres outros erros que possam ter ocorrido.
6. CONCLUSÃO
De acordo com os experimentos realizados no laboratório, que se buscou
determina a capacidade térmica do calorímetro, assim como determinar o calor
específico do pequeno bloco de ferro afim de compreender a influência térmica, dos
meios. Com isso na primeira parte do experimento que visou que determinou a
capacidade térmica do calorímetro, obtivemos no laboratório que a capacidade
térmica do mesmo é de 6,08 Cal/°C um valor próximo com os da literatura que é 5,23
Cal/°C. Na segunda parte do experimento que visou determinar o calor específico do
bloco de ferro, obtivemos no laboratório os dados de 0,115 Cal/°C que também é
bastante próximo dos dados da literatura, que é de 0,119 Cal/°C. Os pequenos
desvios que ocorreram nos dois experimentos são devido ao manuseio na hora das
aplicações, divergências nas aplicações entre outros.
Consideramos que o experimento foi valido, pois resultados obtidos foram
muito próximos dos valores propostos pela literatura, entretanto condições diversas
ao modelo experimental teórico, podem apresentar pequenas variações no resultado,
mas não afetando as observações frente a bibliografia pesquisada.

9. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
GOUVEIA, Rosimar. “Calorimetria”. Toda Matéria. Disponível
em<https://www.todamateria.com.br/calorimetria/>. Acesso em: 19 de julho de 2022.
HELERBROCK, Rafael. "Calorimetria"; Brasil Escola. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calorimetria-i.htm. Acesso em 19 de julho de
2022.
Halliday, Resnick. Fundamentos de física: Gravitação, Ondas e
Termodinâmica. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC Editora, 2016, 691f.
Young, H. D.; Freedman, R.A. Física ll: Termodinâmica e Ondas. 14a ed.
São Paulo, Addison Wesley, 2015, 392f.
BLOG DO ENEM. Principio geral da troca de calor. Disponível em :<
https://blogdoenem.com.br/principio-geral-da-troca-de-calor/>. Acesso 20 julho de
2022.