CONSTRUINDO UM CALORÍMETRO CASEIRO

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO NORTE

CAMPUS SANTA CRUZ

DIRETORIA ACADÊMICA

CURSO LICENCIATURA EM FÍSICA

DISCIPLINA: INFORMÁTICA APLICADA A FÍSICA

PROFESSOR: MARCELO

CONSTRUINDO UM CALORÍMETRO CASEIRO

AILTON SOARES

JERFFERSON

SANTA CRUZ/RN

2016

INTRODUÇÃO

Este trabalho foi desenvolvido a partir de uma aula experimental a qual teve como principal objetivo construir um calorímetro caseiro e calcular sua capacidade térmica e o calor especifico do ferro. O mesmo trata do Princípio das trocas de calor, que diz o seguinte: todo calor recebido mais o calor cedido deve ser igual à zero.

Sendo assim:

MATERIAIS E MÉTODOS

·        Latinha de refrigerante;

·        Parafusos de ferro;

·        Água;

·        Água quente;

·        Isopor;

·        Termômetro;

·        Proveta;

·        Balança.

Para uma melhor compreensão do conteúdo a ser abordado no experimento será feita uma revisão geral sobre calorimetria.

Para início da realização deste experimento usaremos uma latinha  de refrigerante e um isopor daqueles que usamos para colocar garrafas de cervejas muito encontrado nos bares logo depois de  construído devemos descobrir a capacidade térmica do calorímetro, quanto menor for à capacidade térmica do calorímetro menor será a capacidade dele trocar calor e melhor é o calorímetro.

Com os dados obtidos poderemos prosseguir com o experimento e calcular o calor específico do material.

Veja a baixo como calcular essa capacidade térmica do calorímetro;

   

Figura 1. Materiais utilizados. Fonte: foto retirada no laboratório de fluidos do IFRN campus Santa Cruz

 

Figura 2. Calculando a capacidade térmica. Fonte: produzida pelo autor

 

O experimento será dividido em duas etapas.

Primeira etapa:

·        Verificar a temperatura ambiente dentro do calorímetro que conterá 200 ml de água.

·        Verificar a temperatura inicial da água quente e colo cala no calorímetro até que atinja o equilíbrio térmico.

Esta primeira etapa do experimento servirá para calcular a capacidade ter,ica do calorímetro como vimos anteriormente na figura 2 acima.

Segunda etapa:

·        Calcular o calor específico do material.

Primeiramente deve-se colocar dentro do calorímetro 100 ml de água a temperatura ambiente, depois pegar os parafuso de ferro e aquecê-los e verificar a temperatura inicial depois devemos coloca-los rapidamente dentro do calorímetro e verificarmos a temperatura quando atingir o equilíbrio térmico. num recipiente com agua quente.

 A massa da substância pode ser obtida utilizando-se a balança.

Utilizando-se do mesmo princípio podemos afirmar que:

Assim:

A partir dos dados obtidos, será possível encontra o calor do objeto.

Figura 3. Aquecendo a água e os parafusos. Fonte: foto retirada no laboratório de fluidos do IFRN campus Santa Cruz

 Figura 4. Esperando os parafusos entrarem em equilíbrio térmico. Fonte: foto retirada no laboratório de fluidos do IFRN campus Santa Cruz

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados obtidos serão de extrema importância, pois através deles será possível fixar o conhecimento sobre a teoria que existe no funcionamento do experimento e determinar a eficácia da metodologia utilizada no aprendizado.

Dados obtidos:

Massa dos parafusos – 32,6 g

100 ml de água

_i= 25 ⁰c - água normal a temperatura ambiente

_i= 76,5 ⁰c – água quente com parafusos dentro

_s= 27 ⁰c – água normal com parafusos aquecidos dentro

C= 14,28  - capacidade do calorímetro

Usando a seguinte equação;

Conseguimos obter o calor especifico do ferro, c_f= 0,035 cal/g

Acreditamos que os resultados obtidos foram de grande valor, pois através deles percebemos que a aula pratica pode ser de grade auxilio no processo de ensino e aprendizagem.

            Percebemos que o calor especifico encontrado para o ferro não é exatamente o real, verificamos que tem uma grande diferença, vários fatores podem ter contribuído para isso os parafusos podem conter uma mistura de materiais que não seja apenas constituído de   ferro, ao passar os parafusos para dentro do calorímetro ouve troca de calor com o ambiente, em fim vários fatores contribuíram para essa diferença no valor encontrado.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Percebe-se que o uso da prática experimental tornasse de grande valor no auxilio a aprendizagem dos conteúdos de física uma vez que o aluno relaciona as teorias vistas em sala de aula junto ao professor com a prática, notamos que à prática ajuda a fixar o conteúdo visto em sala. A experiência vivenciada nesta aula será de grande contribuição para uma melhor fixação da aprendizagem e desenvolvimento de habilidades na construção de experimentos simples que podem ser de grande contribuição para nosso futuro acadêmico e profissional.

REFERÊNCIAS

NUSSENZVEIG, H. M. Curso de física básica: fluidos, oscilações e ondas, Calor. 4. ed. São-Paulo: E. Blucher, 2007.

Luís, Adir Moisés. Elementos da Termodinâmica / Adir. M. Luiz, Sergio L. Gouveia. – Rio de Janeiro: Francisco Alves, 1989.