Descrição

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: Física Geral e Experimental Energia
Unidade: U4_TEMPERATURA_E_CALOR
Aula: A3_CALORIMETRIA
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
O objetivo da aula prática consiste descrever os fenômenos causados pelo aquecimento de um
corpo, determinando o calor específico e capacidade térmica.
SOLUÇÃO DIGITAL: Algetec
Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Calorimetria”.
O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve
ser acessado preferencialmente por computador.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Inserir o nome do experimento: CALORIMETRIA
Atividade proposta: Compreender os fenômenos decorrentes da troca de energia térmica entre
os corpos, calculando a capacidade térmica de um calorímetro e, posteriormente, utilizar este
dado para determinar o calor específico de diversas substâncias.
Procedimentos para a realização da atividade:
Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento CALORIMETRIA, que será desenvolvido
na plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir do acesso, seguem os procedimentos a serem
realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da atividade.
Ao clicar no link do experimento, uma tela explicativa sobre o uso do mouse irá aparecer. Leia
com atenção e feche-a.
Público3
Feito isso, a tela inicial do experimento irá aparecer.
O experimento é composto por duas partes. Na primeira etapa, temos por objetivo determinar a
capacidade térmica de um calorímetro. Para isso, vamos iniciar o experimento considerando as
questões de segurança.
Visualize o armário de EPIs clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome
“EPI” localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da tela. Se preferir,
também pode ser utilizado o atalho do teclado “Alt+4”.
Público4
Abra o armário de EPIs clicando com o botão esquerdo do mouse sobre as portas.
Selecione os EPIs necessários ao experimento clicando com o botão direito do mouse sobre o
EPI desejado e selecionando a opção “Usar este item”. Nesse experimento, é obrigatório o uso
de jaleco e óculos.
Feche o armário de EPIs clicando com o botão esquerdo do mouse sobre as portas.
Público5
Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada”
ou através do atalho do teclado “Alt+1”.
Com os EPI’s, vamos inicial o experimento tarando a balança. Assim, posicione o béquer na
balança clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Colocar na
balança”.
Público6
Visualize a balança clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Balança”
ou através do atalho do teclado “Alt+5”.
Ligue a balança clicando com botão esquerdo do mouse sobre o botão “Power”.
Observe se a balança ligou.
Público7
Tare a balança para desprezar a massa do béquer clicando com o botão esquerdo do mouse
sobre o botão “TARA”.
Observe que a balança foi zerada após a tara.
Retorne o béquer para a bancada clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e
selecione a opção “Colocar na mesa”.
Público8
Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada”
ou através do atalho do teclado “Alt+1”.
Agora, será necessário colocar água no béquer. Para isso, transfira 100 mL de água para o
béquer clicando com o botão direito do mouse na pisseta com água indicada e selecione a opção
“Despejar no béquer”.
Pressione a pisseta para inserir água no béquer clicando com o botão esquerdo do mouse sobre
ela, e observe a quantidade de água adicionada pela escala que aparece ao canto da tela.
Público9
Retorne a pisseta para a bancada clicando com o botão direito do mouse sobre a pisseta e
selecione a opção “Colocar na mesa”.
Feito isso, vamos medir a massa da água. Assim, coloque o béquer já com a água sobre a balança
clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Colocar na balança”.
Público10
Visualize a balança clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Balança”
ou através do atalho do teclado “Alt+5”.
Observe e anote o valor da massa exibido pela balança.
Retire o béquer da balança clicando com o botão direito do mouse no béquer e selecione a opção
“Colocar na mesa”.
Público11
Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada”
ou através do atalho do teclado “Alt+2”.
Nesse momento, será necessário ajustar o aquecimento. Nessa etapa, posicione o béquer sobre
o sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a
opção “Posicionar no sistema de aquecimento”.
Observe que o béquer se posicionou no sistema de aquecimento.
Público12
Visualize o bico de Bunsen clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome
“Aquecimento” ou através do atalho do teclado “Alt+2”.
Ligue o sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre bico de Bunsen e
selecione a opção “Ligar chama”.
Observe a chama do bico de Bunsen.
Público13
Ajuste a velocidade de aquecimento do fluído contido no béquer, clicando e arrastando, com o
botão esquerdo do mouse, sobre a janela “Acelerar troca térmica”.
Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada””
ou através do atalho do teclado “Alt+1”.
Público14
Agora, vamos medir a temperatura de aquecimento. Então, meça a temperatura de aquecimento
clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a opção “Medir béquer”.
Observe que a temperatura da água em aquecimento aparece no canto da tela.
Aguarde o aquecimento da água até aproximadamente 80 °C e, então, desligue o sistema de
aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o bico de Bunsen e selecione a opção
“Desligar chama”.
Público15
Em seguida retire o béquer do sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse
sobre o béquer e selecione a opção “Colocar na mesa”. Só será possível remover o béquer do
sistema de aquecimento se o Bico de Bunsen estiver desligado!
O próximo passo consiste em medir a temperatura inicial do calorímetro. Meça a temperatura
inicial do calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a
opção “Medir calorímetro”.
Público16
Observe e anote a temperatura inicial do calorímetro.
Transfira a água aquecida contida no béquer para o calorímetro clicando com o botão direito do
mouse sobre o béquer e selecione a opção “Despejar no calorímetro”.
Observe que a água é adicionada ao calorímetro.
Público17
Acelere a troca térmica entre o calorímetro e a água aquecida agitando o conteúdo do calorímetro
clicando com o botão direito do mouse sobre o calorímetro e selecione a opção “Agitar conteúdo”.
Meça a temperatura no calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e
selecione a opção “Medir calorímetro”.
Observe a temperatura do calorímetro e aguarde que ela estabilize e anote seu valor.
Público18
Tc = ___________ °C
Após os procedimentos descritos, chegou o momento de desmontar o experimento. Retire a água
do calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o calorímetro e selecione a opção
“Descartar conteúdo”.
Desligue o termômetro clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a
opção “Desligar termômetro”.
Público19
Na segunda parte do experimento, iremos determinar o calor específico dos líquidos. Assim, o
primeiro passo consiste em adicionar óleo no béquer. Transfira 100 mL de óleo para o béquer
clicando com o botão direito do mouse na pisseta com óleo e selecione a opção “Despejar no
béquer”.
Pressione a pisseta para inserir óleo no béquer clicando com o botão esquerdo do mouse sobre
ela. Observe a quantidade de óleo adicionada pela escala que aparece ao canto da tela.
Público20
Retorne a pisseta para a bancada clicando com o botão direito do mouse sobre a pisseta e
selecione a opção “Colocar na mesa”.
Acesse a câmera “Balança” e verifique se a balança está ajustada apresentando um valor
negativo equivalente à massa do béquer. Em caso negativo, tare novamente a balança como
demonstrado na PARTE I. Em caso afirmativo, coloque o béquer já com o óleo sobre a balança
clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Colocar na balança”.
Público21
Visualize a balança clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Balança”
ou através do atalho do teclado “Alt+5”.
Observe e anote o valor da massa.
Retire o béquer da balança, clicando com o botão direito do mouse no béquer e selecione a opção
“Colocar na mesa”.
Público22
Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada”
ou através do atalho do teclado “Alt+2”.
Posicione o béquer sobre o sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre
o béquer e selecione a opção “Posicionar no sistema de aquecimento”.
Observe que o béquer se posiciona no sistema de aquecimento.
Público23
Visualize o bico de Bunsen clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome
“Aquecimento” ou através do atalho do teclado “Alt+2”.
Ligue o sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre bico de Bunsen e
selecione a opção “Ligar chama”.
Observe a chama do bico de Bunsen.
Público24
Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada””
ou através do atalho do teclado “Alt+1”.
Meça a temperatura de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro
e selecione a opção “Medir béquer”.
Observe que a temperatura do óleo em aquecimento aparece no canto inferior esquerdo da tela.
Público25
Aguarde o aquecimento do óleo até aproximadamente 80 °C e então desligue o sistema de
aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o bico de Bunsen e selecione a opção
“Desligar chama”. Lembre-se que você pode acelerar o aquecimento do óleo ajustando o
aquecimento na janela “Acelerar troca térmica”.
Em seguida retire o béquer do sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse
sobre o béquer e selecione a opção “Colocar na mesa”. Só será possível remover o béquer do
sistema de aquecimento se o Bico de Bunsen estiver desligado.
Público26
Meça a temperatura inicial do calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o
termômetro e selecione a opção “Medir calorímetro”.
Observe e anote a temperatura inicial do calorímetro.
Transfira o óleo aquecido contido no béquer para o calorímetro clicando com o botão direito do
mouse sobre o béquer e selecione a opção “Despejar no calorímetro”.
Público27
Observe que o óleo é adicionado ao calorímetro.
Acelere a troca térmica entre o calorímetro e o óleo aquecido agitando o conteúdo do calorímetro
clicando com o botão direito do mouse sobre o calorímetro e selecione a opção “Agitar conteúdo”.
Meça a temperatura no calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e
selecione a opção “Medir calorímetro”.
Público28
Observe a temperatura do calorímetro e aguarde que ela estabilize e anote seu valor.
Tc = ___________ °C
Retire o óleo do calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o calorímetro e
selecione a opção “Descartar conteúdo”.
Público29
Desligue o termômetro clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a
opção “Desligar termômetro”.
Avaliando os resultados:
Com os dados obtidos e calculados, responda os questionamentos a seguir.
1. A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da conservação
de energia = . Nesse caso:
=
á = í
( − ) = ( − )
= ( − )/( − )
Onde:
= é
= á
= í á (/º)
= á
= í
= í
Assim, com os dados obtidos, calcule a capacidade térmica do calorímetro.
2. Na segunda parte do experimento, a capacidade térmica C do calorímetro pode ser
determinada pelo princípio da conservação de energia:
=
ó = í
Público30
( − ) = ( − )
= ( − )/( − )
Onde:
= é
= ó
= í ó
= ó
= í
= í
Com os dados obtidos, calcule o calor específico do óleo. Compare o valor obtido com valores de
calor específico de óleos vegetais encontrados na internet. Justifique eventuais diferenças.
Checklist:
✓ Acessar seu AVA;
✓ Clicar no link do experimento CALORIMETRIA;
Primeira etapa:
✓ Segurança do experimento;
✓ Tarar a balança;
✓ Adicionando água no béquer;
✓ Medir a massa da água;
✓ Ajustar o aquecimento;
✓ Medir a temperatura de aquecimento;
✓ Medir a temperatura inicial do calorímetro;
✓ Adicionar água aquecida no calorímetro;
✓ Medir a temperatura do calorímetro;
✓ Desmontar o experimento.
Segunda etapa:
✓ Adicionar óleo no béquer;
✓ Medir a massa de óleo;
✓ Ajustar o aquecimento;
✓ Medir a temperatura de aquecimento;
✓ Medir a temperatura inicial do calorímetro;
✓ Adicionar óleo aquecido no calorímetro;
✓ Medir a temperatura do calorímetro;
✓ Desmontar o experimento;
✓ Avaliar os Resultados das duas etapas.
Público31
RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações
obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito
das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb. Acrescente as
referências bibliográficas, quando houver, segundo as normas da ABNT.
Resultados de Aprendizagem:
Como resultados dessa prática será possível descrever os fenômenos causados pelo
aquecimento de um corpo de prova ou substância; ilustrar como ocorre o equilíbrio térmico entre
substâncias sólidas e líquidas; determinar a capacidade térmica de um calorímetro; determinar o
calor específico de uma substância