1. O documento apresenta os resultados de um experimento para analisar a troca de calor em um sistema fechado e determinar o calor específico e capacidade térmica de corpos. 2. Foram realizadas duas partes do experimento, uma com água e outra com água e um cilindro de metal, coletando valores de temperatura inicial e final. 3. Utilizando a lei da conservação de energia, calculou-se a capacidade térmica da garrafa na primeira parte e, na segunda, determinou-se o calor específico do metal

1. Rua Jorge Tibiriça, 451 – Centro – São José do Rio Pardo – SP
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Bruno José de Santana C1555I-3
Carlos Alexandre Arcanjo C05GHD-6
Flávia Aparecida Bertelli C00JCH-4
Gislene Rosa Querubim Ribeiro C34AHG-0
José Eder Magalhães Roberto C189EH-3
Luciano Lopes Gonçalez C3404C-9
Reinaldo da Silva Eduardo C219CG-7
Eletricidade Básica – Laboratório
Experimento 5 – Calor Especifico dos Sólidos
São José do Rio Pardo – SP
2015

2. Bruno José de Santana C1555I-3
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José Eder Magalhães Roberto C189EH-3
Luciano Lopes Gonçalez C3404C-9
Reinaldo da Silva Eduardo C219CG-7
Eletricidade Básica – Laboratório
Experimento 5 – Calor Especifico dos Sólidos
Relatório apresentado à UNIP – Campus
São José do Rio Pardo referente a disciplina
de Eletricidade Básica – Laboratório, como
parte dos requisitos para avaliação
bimestral, no Curso de Engenharia Civil.
Orientador: Prof. Cezar Carvalho de Arruda
São José do Rio Pardo – SP
2015

3. RESUMO
A quantidade de calor de um corpo varia com a temperatura. Se a quantidade
de calor aumenta ou diminui sem que o corpo mude de estado a variação de calor é
chamada de Calor Sensível, enquanto que na mudança de estado é chamado de
Calor Latente. Quando um corpo mais quente é colocado em contato com um corpo
mais frio haverá um fluxo de calor do mais quente para o mais frio. Pela lei da
conservação de energia, em um sistema fechado, a soma das variações de calor
dos corpos presentes nos sistema é sempre igual a zero, ou seja, quando um corpo
perde calor, outro recebe. Portanto se soubermos a Capacidade Térmica de um dos
corpos podemos determinar a do outro, e este é o objetivo deste experimento, que é
analisar a troca de calor em um sistema fechado, determinando assim o Calor
Específico e a Capacidade Térmica dos corpos em prova.

4. LISTAS DE FIGURAS E TABELAS
Lista de Figuras
Figura 1 – Variação do calor ....................................................................................... 6
Figura 2 – Material utilizado no experimento ............................................................ 10
Lista de Tabelas
Tabela 1 – Valores sem o cilindro de metal ............................................................... 11
Tabela 2 – Valores com o cilindro de metal ............................................................... 11

5. LISTA DE SÍMBOLOS
ΔQ Variação de Calor
m Massa do Corpo
c Constante de Calor Específico
Δt Variação de Temperatura
L Constante de Calor Latente (Fusão ou Ebulição)
C Capacidade Térmica
mA Massa de Água
cA Constante de Calor Específico da Água
ΔtA Variação de Temperatura da Água
CG Capacidade Térmica da Garrafa
ΔtG Variação de Temperatura da Garrafa
TE Temperatura de Equilíbrio
TF Temperatura de Fervura
TAm Temperatura Ambiente
mM Massa de Metal
ΔtM Variação de Temperatura do Metal
cM Constante de Calor Específico do Metal

6. SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 6
1.1 Metodologia ................................................................................................... 8
1.2 Objetivo .......................................................................................................... 8
2 DESENVOLVIMENTO ............................................................................................ 9
2.1 Procedimento experimental ......................................................................... 9
2.1.1 Material Utilizado ..................................................................................... 9
2.1.2 Descrição do Experimento ..................................................................... 10
2.1.3 Coleta de Dados .................................................................................... 11
2.2 Resultado ..................................................................................................... 11
3 CONCLUSÃO ...................................................................................................... 14
4 REFERÊNCIAS .................................................................................................... 15
5 ANEXOS ............................................................................................................... 16

7. 6
1 INTRODUÇÃO
A quantidade de calor de um corpo varia com a temperatura, quanto mais
quente, mais calor o corpo possui. A quantidade de calor de um corpo é
representada no gráfico a seguir:
Figura 1 – Variação do calor
Fonte: Internet
Quando um corpo aumenta ou diminuiu de temperatura sem mudar de estado
a variação de calor é chamada de Calor Sensível e é dado pela equação:
Equação 1
Sendo:
ΔQ = Variação de Calor;
m = Massa do corpo;
c = Constante de Calor Específico;
Δt = Variação de Temperatura.
Quando um corpo muda de estado, sua temperatura permanece constante, e
a variação de calor é chamada de Calor Latente que é dado pela equação:
ΔQ=m .c.Δt

8. 7
Equação 2
Sendo:
ΔQ = Variação de Calor;
m = Massa do corpo;
L = Constante de Calor Latente (Fusão ou Ebulição);
Uma característica de cada corpo é a Capacidade Térmica que é dada pelo
produto de sua massa e a constante de calor especifico do corpo, sendo expressa
pela equação:
Equação 3
Substituindo a Equação 3 na 1 temos outra equação que representa a
variação de calor sensível do corpo:
Equação 4
Quando um corpo mais quente é colocado em contato com um corpo mais frio
haverá um fluxo de calor do mais quente para o mais frio. Pela lei da conservação
de energia, em um sistema fechado, a soma das variações de calor dos corpos
presentes nos sistema é sempre igual a zero, ou seja, quando um corpo perde calor,
outro recebe:
Equação 5
ΔQ=m .L
C=m.c
ΔQ=C.Δt
ΔQ1+ΔQ2+...+ΔQn=0

9. 8
1.1 Metodologia
Para determinação da Capacidade Térmica de um corpo utilizamos a
capacidade térmica de outro corpo conhecido. Quando colocamos dois corpos com
temperaturas diferentes em contato as temperaturas tendem a igualar, sabendo-se a
Capacidade Térmica de um dos corpo a do outro corpo pode ser determinada a
partir da variação de temperatura dos dois corpos.
1.2 Objetivo
O objetivo deste experimento é analisar a troca de calor em um sistema
fechado, determinando assim o Calor Específico e a Capacidade Térmica dos
corpos em prova.

10. 9
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 Procedimento Experimental
2.1.1 Material Utilizado
Os seguinte materiais foram utilizados no experimento:
• 1 Garrafa Térmica;
• 1 Termômetro de –10 °C a 100 °C;
• 1 Cilindro de Metal;
• 1 Caneca de Alumínio de 2 litros;
• 1 Balança de precisão;
• 1 Tripé de alumínio (suporte para caneca de alumínio);
• 1 Bico de Bunsen com mangueira;
• 1 Garra para manusear o cilindro.

11. 10
Figura 2 – Material utilizado no experimento
Fonte: Experimento 5 – Calor Especifico dos Sólidos
2.1.2 Descrição do Experimento
O experimento foi dividido em duas partes.
Na primeira parte uma quantidade de água, pesada em uma balança, foi
aquecida até começar a ferver e imediatamente colocada em uma garrafa térmica
por 5 minutos. A temperatura na garrafa foi medida no inicio e fim do tempo.
Na segunda parte outra quantidade de água, novamente pesada em uma
balança, foi aquecida até começar a ferver e imediatamente colocada na mesma
garrafa térmica pelo mesmo tempo, porem desta vez na garrafa havia um cilindro de
metal de massa conhecida. Novamente a temperatura na garrafa foi medida no inicio
e fim do tempo.
Mais detalhes dos experimento podem ser observados nas fotos em anexo.

12. 11
2.1.3 Coleta de Dados
Inicialmente um cilindro de metal foi pesado para determinar a sua massa,
que é de 265,65 g.
Na primeira parte da experiência, em que somente água foi colocada na
garrafa, os valores coletados foram:
Tabela 1 – Valores sem o cilindro de metal
Grandeza Valor
Massa d'água 297,32 g
Temperatura ambiente 25 °C
Temperatura de fervura 93 °C
Temperatura de equilíbrio 82,5 °C
Na segunda parte da experiência, em que água foi colocada juntamente com
o metal na garrafa, os valores coletados foram:
Tabela 2 – Valores com o cilindro de metal
Grandeza Valor
Massa d'água 273,18 g
Temperatura ambiente 26 °C
Temperatura de fervura 96 °C
Temperatura de equilíbrio 76 °C
2.2 Resultado
Usando a lei da conservação da energia (Equação 5) sabemos que a soma
da variação de calor água e da variação de calor da garrafa é igual a zero:
Substituindo ΔQA pela equação 1 e ΔQG pela equação 4 obtemos:
ΔQA+ΔQG=0
mA.cA.Δt A+CG .ΔtG=0

13. 12
Isolando CG temos:
Sabendo-se que:
ΔTA = TE – TF
ΔTG = TE – TAm
Substituindo:
Sendo:
CG = Capacidade Térmica da garrafa
mA = Massa de água
cA = Constante de Calor Especifico da água
TE = Temperatura de Equilíbrio
TF = Temperatura de Fervura
TAm = Temperatura Ambiente
Utilizando os valores da primeira parte, obtemos CG:
Utilizando novamente a lei da conservação da energia (equação 5) sabemos
que a soma da variação de calor da água com a variação de calor da garrafa e com
a variação de calor do metal é igual a zero:
Substituindo cada ΔQ pelo seu equivalente obtemos:
Isolando cM temos:
CG=−
mA.cA.Δt A
ΔtG
CG=−
mA.cA.(T E−T F )
T E−T Am
CG=−
297,32.1.(82,5−93)
82,5−25
=54,29
[cal
° C ]
ΔQA+ΔQG+ΔQM=0
mA.cA.Δt A+CG .ΔtG +mM .cM .Δt M=0

14. 13
Sabendo-se que:
ΔTA = TE – TF
ΔTM = ΔTG = TE – TAm
Substituindo:
Sendo:
cM = Constante de Calor Específico do metal
mA = Massa de água
cA = Constante de Calor Especifico da água
CG = Capacidade Térmica da garrafa
mM = Massa do Metal
TE = Temperatura de Equilíbrio
TF = Temperatura de Fervura
TAm = Temperatura Ambiente
Utilizando os valores da segunda parte, obtemos cM:
Sabe-se que o corpo de metal é composto de ferro, portanto, o valor da
constante deveria ser de 0,119 cal/g°C, desta forma o valor obtido possui um erro de
74%. No entanto, como constatado em repetições do experimento, a cada execução,
a variação de temperatura é diferente gerando valores diferentes, conclui-se que a
garrafa não possui uma Capacidade Térmica fixa, o que prejudica na exatidão do
experimento.
cM=−
mA.cA.Δt A+CG .ΔtG
mM .ΔtM
=−
(mA.cA.Δt A
mM .ΔtM
+
CG .ΔtG
mM .Δt M
)
cM=−
(mA .cA .ΔtA
mM .ΔtM
+
CG .ΔtG
mM .ΔtG
)=−
(mA.cA.Δt A
mM .Δt M
+
CG
mM
)=−
(mA.cA.(T E−T F )
mM .(T E−T Am)
+
CG
mM
)
cM=−
(273,18.1.(76−96)
265,65.(76−26)
+
54,29
265,65)=0,207
[ cal
g ° C ]

15. 14
3 CONCLUSÃO
Com esse experimento foi possível constatar que a água perde calor para a
garrafa e para o metal, quando incluso. Na primeira parte, sem o metal, a perda de
calor da água foi menor, na segunda maior devido à presença do metal que também
recebe calor da água.
O valor obtido para Calor Específico do metal (Ferro) possui um erro de 74%,
o que é considerado demasiadamente alto, porem como constatado a garrafa possui
variação da sua Capacidade Térmica, hora absorve mais calor, hora menos, o que
interfere sensivelmente no experimento, sendo que não é possível saber
precisamente quanto calor foi absorvido pela garrafa a cada execução do
experimento com a participação do metal, de modo que não é possível determinar,
neste caso, com precisão o Calor Específico do metal.

16. 15
4 REFERÊNCIAS
ARRUDA, Cezar Carvalho de. Experimento 5 – Calor Especifico dos Sólidos;
Eletricidade Básica; Roteiro. São José do Rio Pardo: UNIP, 2015.

17. 16
5 ANEXOS
ANEXO A – Fotografia do Experimento – Materiais (Foto 1/2)

18. 17
ANEXO B – Fotografia do Experimento – Materiais (Foto 2/2)

19. 18
ANEXO C - Fotografia do Experimento – Medição da massa do metal

20. 19
ANEXO C - Fotografia do Experimento – Medição da massa da água