Este documento descreve um experimento sobre calor sensível realizado por estudantes. O objetivo era medir o calor específico do alumínio através da transferência de calor entre blocos de alumínio e água quente e fria. Foram medidas as massas dos materiais e suas temperaturas iniciais e finais para calcular o calor específico do alumínio. O valor encontrado diferiu do valor teórico, possivelmente devido a erros experimentais.

1. PRÁTICA 02
CALOR SENSÍVEL
Disciplina: Laboratório de Física 2 Turma:
Data da Entrega: 14/09/2015
UTFPR - Cornélio Procópio

2. SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................2
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA......................................................................................3
3. MATERIAIS E MÉTODOS ..............................................................................................4
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES...................................................................................5
5. CONCLUSÕES .................................................................................................................5
6. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................6

3. 2
1. INTRODUÇÃO
Calor se define como a energia térmica que transita entre entre corpos de
diferentes temperaturas. Se considerarmos dois corpos em um ambiente adiabático
onde o corpo A possui temperatura maior que o corpo B, ao aproximá-los percebemos
que após certo tempo ambos adquirem a mesma temperatura. Esse processo
acontece porque os corpos sentem a necessidade de ceder e receber calor.
Figura 1.1: Sistema adiabático antes e depois das trocas de calor.
Fonte: Thomas Carvalho
As quantidades de calor Q recebidas e cedidas possuem mesmo módulo, porém
apresentam sinais contrários, ou seja, o corpo que recebe calor é positivo e o corpo
que cede (perde) calor é negativo. Ou seja:
𝑄 𝐵 = − 𝑄 𝐴 (1)
𝑄 𝐵 + 𝑄 𝐴 = 0 (2)
Sendo que a quantidade de calor Q pode ser escrita pela equação a seguir:
𝑄 = 𝑚𝑐ΔT (3)
Por se tratar de um tipo de energia, a unidade da quantidade de calor no SI é J
(Joule). Uma outra unidade mais usual para o calor é cal (calorias), sendo que 1 caloria
equivale a 4,184 joules.

4. 3
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Calor específico (c) consiste na energia necessária à unidade de massa de uma
substância para elevar a sua temperatura de um grau, quanto maior o calor específico
de um corpo mais difícil é elevar sua temperatura. A partir da equação (3) podemos
escrever o calor específico como
𝑐 =
𝑄
𝑚ΔT
(4)
A unidade no SI para calor específico é J/(kg.K)
(Joule por quilogramas por Kelvin). Uma outra unidade mais usual para calor
específico é cal/(g.°C) (caloria por grama por grau Celsius).
O calor específico dos materiais é um dado extremamente relevante quando se
projeta equipamentos que têm componentes sujeitos a variações de temperatura.
Nesta categoria estão os motores a combustão interna dos automóveis, as caldeiras,
os pasteurizadores, os ebulidores e os sofisticados reatores nucleares.
Para determinar o calor específico do alumínio neste experimento e, a partir da
equação (2) temos:
𝑄 𝑞 + 𝑄𝑟 + 𝑄 𝑏 + 𝑄 𝑓 = 0 (5)
Onde
𝑄 𝑄 = 𝑚 𝑞 𝑐 𝑞ΔT𝑞 - quantidade de calor cedida pela água quente (6)
𝑄𝑟 = 𝑚 𝑟 𝑐 𝑟ΔT𝑟 - quantidade de calor cedida pelo recipiente (7)
𝑄 𝑏 = 𝑚 𝑏 𝑐 𝑏ΔT𝑏 - quantidade de calor cedida pelos blocos (8)
𝑄 𝑓 = 𝑚 𝑓 𝑐𝑓ΔT𝑓 - quantidade de calor recebida pela água fria (9)
Sabendo que o sistema inicialmente é composto pela água quente, os blocos e
o recipiente temos que ΔT𝑞 = ΔT𝑟 = ΔT𝑏. Se admitirmos que 𝑐 𝑞 = 𝑐𝑓 = 1 cal/g°c e que
os blocos e o recipiente é feito de alumínio temos 𝑐 𝑟 = 𝑐 𝑏 = 𝑐𝐴𝑙 . Desse modo a
equação (5) pode ser interpretada como:
𝑚 𝑞ΔT 𝑞 + 𝑚 𝑟 𝑐 𝐴𝑙ΔT 𝑞 + 𝑚 𝑏 𝑐 𝐴𝑙ΔT 𝑞 + 𝑚 𝑓ΔT𝑓 = 0  𝑐 𝐴𝑙[ 𝑚 𝑟ΔT 𝑞 + 𝑚 𝑏ΔT 𝑞] = - [𝑚 𝑞ΔT 𝑞 + 𝑚 𝑓ΔT𝑓]

5. 4
𝑐𝐴𝑙 =
−[𝑚 𝑞ΔT 𝑞 +𝑚 𝑓ΔT 𝑓]
[ 𝑚 𝑟ΔT 𝑞+𝑚 𝑏ΔT 𝑞]
(10)
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Materiais:
 Calorímetro;
 Balança digital;
 Blocos de alumínio;
 Proveta;
 Termômetro;
 Aquecedor;
 Alicate.
Figura 3.1: Imagens dos materiais utilizafos no experimento.
Procedimento:
O primeiro passo foi verificar as massas do recipiente de alumínio, dos blocos,
massa da água quente e da fria. Foi colocado no recipiente de alumínio 300 ml de
água (com o auxílio da proveta) e os 3 blocos de alumínio, posteriormente foi colocado
na fonte de calor para chegar próximo à temperatura de ebulição – tomando cuidado
para não deixar ferver. Depois de atingida a temperatura esperada, levou-se o
recipiente para o calorímetro, esperou o sistema alcançar seu equilíbrio térmico e
então foi aferido a temperatura inicial (T0) do sistema.
Com o auxílio da proveta pegamos mais 300ml de água, verificamos a
temperatura e despejamos ela no recipiente que estava no calorímetro. Esperamos

6. 5
alguns minutos novamente e quando o sistema entrou em equilíbrio térmico aferimos
sua temperatura final (Te). Todos os valores adquiridos com esse experimento foram
anotados e estão descritos no tópico 4. Resultados e Discussões.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Tabela 1: Valores das massas
Tabela 2: Valores iniciais da temperatura da água quente, da água fria e a temperatura de
equilíbrio.
Substituindo os valores das tabelas 1 e 2 na equação 10, chegamos no
seguinte calor específico do alumínio:
Tabela 3: Calor específico encontrado neste experimento
5. CONCLUSÕES
A partir dos resultados obtidos com esse experimento não os consideramos
satisfatórios, devido ao calor específico encontrado (0,13 cal/g°C) estar muito distante
do valor teórico (0,20 cal/g°C). Diversos fatores podem ter influenciado na aferição
dos valores: a falha operacional na observação do termômetro, trocas de calor com o
meio externo e a calibração da balança digital.

7. 6
Com este experimento pudemos verificar a transferência de calor entre
materiais de diferentes temperaturas tendendo ao equilíbrio térmico. E com esse
equilíbrio, comprovamos que a soma das quantidades de calor trocadas deve ser nula,
como descrito na literatura sobre o princípio da conservação de energia.
6. BIBLIOGRAFIA
CARVALHO, Thomas. Calor Latente e Calor Específico. Disponível em: <
http://www.infoescola.com/fisica/calor-latente-e-calor-especifico/ >. Acesso em 01 set.
2015.
MARTINS, Paulo Cesar. – FISICA: CONCEITOS E APLICAÇÕES,1. Ed., Vol. 2 – São
Paulo: Moderna, 1998.
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. - Fundamentos de Física 2 - São Paulo:
Livros Técnicos e Científicos, 4ª Edição, 1996.