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MAPA – FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II – 52_2024
PROBLEMÁTICA:
Considere que você foi contratado por uma indústria farmacêutica que produz diversas substâncias líquidas. Sua primeira atribuição na empresa é determinar o calor específico de um líquido X.
Aquecer essa substância e medir sua variação de temperatura seria uma forma de medir esse calor específico, mas qual seria a quantidade de calor absorvida? É muito difícil dizer.
Para contornar esse problema, você poderia usar o princípio de que corpos isolados trocam calor até entrarem em equilíbrio térmico. Neste caso, supondo que não há mudança de fase envolvida, temos
![](https://sistemasead.unicesumar.edu.br/flex/amfphp/services/Portal/ImagemQuestionario2/QUE_204858_579041_1.png)
Com isso, só fazemos menção as massas, calores específicos e temperaturas finais e iniciais dos corpos envolvidos. Contudo, isso trás outro problema. Precisaríamos saber o calor específico ou capacidade térmica C = m*c da outra substância com quem X está trocando calor.
Para contornar este problema, os cientistas escolheram uma substância para definir seu calor específico, a água, cujo valor é definido como ca = 1 cal/gºC. Dessa forma, poderíamos usar a água como referencia para medir o calor específico do líquido X.
Antes disso, precisamos contornar um problema prático: Quando colocamos um líquido dentro de um recipiente ele troca calor com este recipiente. Então, ao juntarmos o líquido X e água temos que levar em consideração o recipiente em que eles estão. Isso coloca mais uma variável no nosso problema: A capacidade térmica do recipiente.
Faremos, então, o seguinte: Usaremos a água como referência para determinar a capacidade térmica do recipiente. Depois, usaremos o recipiente e o líquido X para determinar o calor específico cX de X.
Parte 1:
a) Seja um calorímetro (recipiente do enunciado) de capacidade térmica desconhecida C a uma temperatura inicial de Tc. Suponha que aqueçamos uma massa ma de água até a temperatura Ta. Depositamos a água no calorímetro e medimos a temperatura final do sistema Tf1 após o equilíbrio térmico ser atingido. Mostre que a capacidade térmica do calorímetro é determinada por
![](http://sistemasead.unicesumar.edu.br/flex/amfphp/services/Portal/ImagemQuestionario2/QUE_204858_579041_2.png)
b) Faremos agora o mesmo procedimento, mas trocando a água pelo líquido X. Mostre que o calor específico $c_X$ do líquido X é determinado por:
![](http://sistemasead.unicesumar.edu.br/flex/amfphp/services/Portal/ImagemQuestionario2/QUE_204858_579041_3.png)
Parte 2:
Após entender bem a parte teórica sobre como determinar o calor específico de um líquido, você deve colocar esse conhecimento em prática. Realize o experimento virtual nos simuladores da ALGETEC chamado de Calorimetria (https://unicesumar.grupoa.education/marketplace/ua/5fc79b67f30b4e00189c91ce). Indique em uma tabela os valores medidos das temperaturas e das massas em cada etapa do experimento separadamente e anexe os resultados na atividade.
Parte 3:
Agora é hora de combinar os resultados obtidos experimentalmente junto aos cálculos teóricos. Use os dados obtidos na parte 2 para determinar a capacidade térmica do calorímetro e o calor específico da substância que você usou no experimento. Com os resultados em mãos, discuta quais são as principais fontes de erros experimental que podem interferir no resultado final.
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