Storyboard

Para medir a capacidade térmica ou o calor específico de um metal, primeiro submerge-se o metal em água fervente e depois em água à temperatura ambiente. Analisando a massa da água e as alterações de temperatura, é possível determinar as propriedades térmicas do metal.

>Modelo

ID:(1315, 0)

Iframe

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A calorimetria é a prática de medir o calor envolvido em reações químicas, mudanças físicas ou capacidade calorífica usando um calorímetro. Nesse processo, um recipiente bem isolado é preparado para minimizar a troca de calor com o ambiente, e a substância ou reação de interesse é colocada dentro dele. Uma vez que a reação ou processo começa, o calorímetro é selado para garantir que não haja influências externas de calor na medição. As mudanças de temperatura são cuidadosamente monitoradas com um termômetro ou sensor de temperatura, e a massa e a capacidade calorífica específica das substâncias envolvidas são registradas. O calor absorvido ou liberado pela substância é então calculado com base nas mudanças de temperatura observadas.

Existem diferentes tipos de calorimetria, como a calorimetria a pressão constante, a calorimetria de bomba e a calorimetria diferencial de varredura (DSC), cada uma adequada para tipos específicos de reações e medições. As aplicações da calorimetria incluem a determinação das mudanças de entalpia em reações químicas, a medição de capacidades caloríficas e transições de fase, o estudo das taxas metabólicas em sistemas biológicos e a caracterização de materiais por suas propriedades térmicas.

Essencialmente, a calorimetria envolve a preparação do aparato experimental, a iniciação do processo, a medição precisa das mudanças de temperatura e o cálculo da transferência de calor para analisar as propriedades térmicas e os comportamentos de várias substâncias e reações.

ID:(15248, 0)

Descrição

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Calorímetro isolado com um termômetro e uma amostra dentro da água. Ao lado, um calorímetro metálico profissional.

ID:(11120, 0)

Descrição

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Passos para realizar a medição:

Aqueça uma quantidade definida de ($$) até atingir o ponto de ebulição.
Despeje a água em um recipiente isolante e meça a quantidade (la temperatura da água quente ($T_i$)).
Pese uma amostra de la massa corporal ($m$) que esteja a uma temperatura de la temperatura da amostra ($T_m$).
Coloque a amostra no recipiente e agite até atingir a temperatura de ($$).
Calcule o valor de o calor específico da amostra ($c$).

Diagrama:

ID:(11119, 0)

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Parâmetros

$c_w$

c_w

Calor específico da água

J/kg K

$c$

c

Calor específico da amostra

J/kg K

$m$

m

Massa corporal

kg

$T_i$

T_i

Temperatura da água quente

K

$T_m$

T_m

Temperatura da amostra

K

Variáveis

$\Delta Q_w$

DQ_w

Aquecimento de água

J

$\Delta T_w$

DT_w

Aumento da temperatura da água

K

$\Delta T_m$

DT_m

Redução da temperatura da amostra

K

$\Delta Q_m$

DQ_m

Resfriamento de amostra

J

Cálculos

• Método alternativo
• Método tradicional
• Estratégia
• 2D
• 3D

Equação

Equação

Primeiro, selecione a equação: para , depois, selecione a variável: para

---

Cálculos

Símbolo

Equação

Resolvido

Traduzido

Cálculos

Símbolo

Equação

Resolvido

Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado

Equações

ID:(15307, 0)

Equação

>Top, >Modelo

No processo calorimétrico, la resfriamento de amostra ($\Delta Q_m$) é igual a la aquecimento de água ($\Delta Q_w$):

$\Delta Q_m = \Delta Q_w$

Condições

Variáveis

$DQ_w$

Aquecimento de água

$J$

10354

$DQ_m$

Resfriamento de amostra

$J$

10353

Relação

ID:(15635, 0)

Equação

>Top, >Modelo

La calor fornecido ao líquido ou sólido ($\Delta Q$) pode ser calculado com o calor específico ($c$), la massa ($M$) e la variação de temperatura em um líquido ou sólido ($\Delta T$) usando:

$\Delta Q_w = M c_w \Delta T$

$\Delta Q = M c \Delta T$

Condições

Variáveis

$c$

$c_w$

Calor específico da água

$J/kg K$

8487

$\Delta Q$

$\Delta Q_w$

Aquecimento de água

$J$

10354

$M$

Massa

$kg$

5215

$\Delta T$

$\Delta T_w$

Aumento da temperatura da água

$K$

10356

Relação

Desenvolvimento

La calor fornecido ao líquido ou sólido ($\Delta Q$) está relacionado com la variação de temperatura em um líquido ou sólido ($\Delta T$) e la capacidade calórica ($C$) da seguinte forma:

$\Delta Q = C \Delta T$

Onde la capacidade calórica ($C$) pode ser substituído por o calor específico ($c$) e la massa ($M$) usando a seguinte relação:

$c =\displaystyle\frac{ C }{ M }$

Portanto, obtemos:

$\Delta Q = M c \Delta T$

ID:(11112, 1)

Equação

>Top, >Modelo

La calor fornecido ao líquido ou sólido ($\Delta Q$) pode ser calculado com o calor específico ($c$), la massa ($M$) e la variação de temperatura em um líquido ou sólido ($\Delta T$) usando:

$\Delta Q_m = m c \Delta T$

$\Delta Q = M c \Delta T$

Condições

Variáveis

$c$

$c$

Calor específico da amostra

$J/kg K$

8488

$\Delta Q$

$\Delta Q_m$

Resfriamento de amostra

$J$

10353

$M$

$m$

Massa corporal

$kg$

6150

$\Delta T$

$\Delta T_m$

Redução da temperatura da amostra

$K$

10355

Relação

Desenvolvimento

La calor fornecido ao líquido ou sólido ($\Delta Q$) está relacionado com la variação de temperatura em um líquido ou sólido ($\Delta T$) e la capacidade calórica ($C$) da seguinte forma:

$\Delta Q = C \Delta T$

Onde la capacidade calórica ($C$) pode ser substituído por o calor específico ($c$) e la massa ($M$) usando a seguinte relação:

$c =\displaystyle\frac{ C }{ M }$

Portanto, obtemos:

$\Delta Q = M c \Delta T$

ID:(11112, 2)

Equação

>Top, >Modelo

Se um sistema está inicialmente a uma temperatura no estado inicial ($T_i$) e depois está a la temperatura no estado final ($T_f$), a diferença será de:

$\Delta T_w = T_f- T_i$

$\Delta T = T_f- T_i$

Condições

Variáveis

$\Delta T$

$\Delta T_w$

Aumento da temperatura da água

$K$

10356

$T_f$

Temperatura no estado final

$K$

5237

$T_i$

$T_i$

Temperatura da água quente

$K$

8484

Relação

A diferença de temperatura é independente de se esses valores estão em graus Celsius ou Kelvin.

ID:(4381, 1)

Equação

>Top, >Modelo

Se um sistema está inicialmente a uma temperatura no estado inicial ($T_i$) e depois está a la temperatura no estado final ($T_f$), a diferença será de:

$\Delta T_m = T_f- T_i$

$\Delta T = T_f- T_i$

Condições

Variáveis

$\Delta T$

$\Delta T_m$

Redução da temperatura da amostra

$K$

10355

$T_f$

$T_m$

Temperatura da amostra

$K$

9934

$T_i$

Temperatura no estado inicial

$K$

5236

Relação

A diferença de temperatura é independente de se esses valores estão em graus Celsius ou Kelvin.

ID:(4381, 2)

Equação

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Se desejar determinar o valor de o calor específico da amostra ($c$), você pode fazer isso introduzindo um objeto com uma massa de la massa corporal ($m$) em uma massa de ($$) no ponto de ebulição. Antes de realizar essa ação, meça a temperatura do objeto, que geralmente está em temperatura ambiente, representada como la temperatura da amostra ($T_m$), e depois meça a temperatura do objeto submerso na água no final do processo, representada como ($$). Portanto, sabemos que o objeto recebeu uma certa quantidade de diferença de calor ($\Delta Q$), que pode ser calculada usando a fórmula:



Onde o calor específico da amostra ($c$) é o valor que desejamos determinar. O calor que o objeto recebeu vem da água, cuja temperatura diminuiu de la temperatura da água quente ($T_i$) para ($$). Isso pode ser expresso como:



Onde o calor específico da água ($c_w$) representa a constante (1 cal/g = 4,186 J/g). Igualando a quantidade de calor, podemos determinar o calor específico do objeto usando a seguinte equação:

$c = c_w \displaystyle\frac{ M_w }{ m }\displaystyle\frac{( T_i - T_f )}{( T_f - T_m )}$

Condições

Variáveis

$c_w$

Calor específico da água

$J/kg K$

8487

$c$

Calor específico da amostra

$J/kg K$

8488

$M$

Massa corporal

$kg$

6150

$T_i$

Temperatura da água quente

$K$

8484

$T_m$

Temperatura da amostra

$K$

9934

Relação

Desenvolvimento

A relação entre a quantidade de calor liberada pelo objeto, representada como o diferença de calor ($\Delta Q$), com uma massa de la massa corporal ($m$), e as temperaturas o calor específico da amostra ($c$), ($$) e la temperatura da amostra ($T_m$), pode ser descrita pela seguinte equação:



Essa quantidade de calor é igual à quantidade de calor absorvida pela água, que tem uma massa de ($$) e temperaturas o calor específico da água ($c_w$), la temperatura da água quente ($T_i$) e ($$), e pode ser expressa pela equação:



Essas duas quantidades de calor são iguais, então podemos estabelecer a seguinte igualdade:

$m c (T_f - T_m) = M c_w (T_i - T_f)$

Dessa forma, podemos calcular o valor de

$c = c_w \displaystyle\frac{ M_w }{ m }\displaystyle\frac{( T_i - T_f )}{( T_f - T_m )}$

.

ID:(11117, 0)