7 - (Calor Específico Da Água) - Lucas Souza

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS
ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA

ENGENHARIA ELÉTRICA
LUCAS SOUZA DE FREITAS

WELITHON FELIPE NOBRE
NASCIMENTO
LABORATÓRIO DE FÍSICA I
RELATÓRIO DE EXPERIMENTO: CALOR
ESPECÍFICO DA ÁGUA
Trabalho solicitado pelo

Professor José Luiz Nunes de
Mello, visando a obtenção de
nota parcial na disciplina de
Laboratório de Física I, no
período 2022/01.
Manaus-AM
2022
PARTE TEÓRICA
O calor específico (c) é uma grandeza física que está relacionada com a quantidade de
calor que produz uma variação térmica, sendo uma característica de cada material.
Dessa forma, ele determina a quantidade de calor necessária para a variação de 1 °C de
1g da substância.
A dissipação da energia térmica sob forma de energia térmica em condutores é chamada
A dissipação da energia elétrica sob a forma de energia térmica em condutores é
chamada de efeito Joule. A energia dissipada, , em um aquecedor durante um intervalo de tempo
pode ser escrita como 𝐸 = 𝐼𝑉𝑡 , desde que tanto a corrente, 𝐼, quanto a tensão elétrica, 𝑉 ,
sejam mantidas constantes. Estando o aquecedor imerso em água, a energia transferida para o
sistema provocará um aumento em sua temperatura. A quantidade de calor absorvida pode ser
escrita como 𝑄 = 𝐶𝑠 ∆𝑇, onde 𝐶𝑠 é a capacidade térmica do sistema (calorímetro + água). Pode-
se escrever 𝐶𝑠 = 𝑚𝑐 + 𝐶𝑠 , onde 𝑚 é a massa da água, 𝑐 é o calor específico da água e 𝐶𝑠 é a
capacidade térmica do calorímetro, calculada previamente. Com isso, após o aquecedor ficar
ligado por certo período de tempo podemos escrever a temperatura final da água como:
𝐼𝑉
𝑇 = 𝑇0 + 𝑚𝑐+𝐶 𝑡 (1)
𝑠
onde 𝑇0 é a temperatura inicial (𝑡 = 0). (Utilizar-se-á 𝐶𝑠 = (15 ± 3). 10 𝐽/°𝐶)

Por fim, as incertezas obtidas através da construção de gráficos através da Regressão
Linear, aplicada para uma equacão de reta dada por: y = bx + a, onde os valores de “a” e “b”
podem ser determinados através das equações abaixo:
𝑛∑𝑥𝑖𝑦𝑖−∑𝑥𝑖∑𝑦𝑖
𝑏= (02)
𝑛∑𝑥𝑖 2 −(∑𝑥𝑖)2
∑𝑦𝑖−𝑏∑𝑥𝑖
𝑎= (03)
𝑛
A incerteza dos valores acima, também pode ser determinada através de equações
conforme descrito abaixo:
1/2
𝑠 𝛴𝑥𝑖 2
∆𝑏 = [ ] (04)
(𝑛−2) 𝑛𝛴𝑥𝑖 2 −(𝛴𝑥𝑖) 2
𝑠 1 1/2
∆𝑎 = [ ] (05)
(𝑛−2) 𝑛𝛴𝑥𝑖 2 −(𝛴𝑥𝑖) 2
O termo “S” é conhecido como coeficiente de correlação linear, termo o qual visa-
se determinar através da Regressão Linear, o mesmo é dado por:
𝑆 = ∑𝑛𝑖−1[𝑦𝑖 − 𝑏𝑥𝑖 − 𝑎]2 (06)
O cálculo da incerteza do calor específico da água “𝑐” pode ser determinada

através da relação descrita abaixo:
𝜎𝐼 𝜎𝑉 𝜎𝐶 𝜎𝑚
𝜎𝑐 = √( 𝐼 )2 + ( 𝑉 )2 + ( 𝐶 𝑐)2 + ( 𝑚 )2 (07)
𝑐
OBJETIVOS
• Determinar, por meio do experimento, o valor do calor específico da água.
MATERIAIS
● 1 Amperímetro;
● 1 Voltímetro;
● 1 Cronômetro;
● 1 termômetro;
● 1 béquer;
● 1 recipiente isolado com resistência de aquecimento;
● 1 fonte de corrente contínua.
Figura SEQ Figura \* ARABIC 3 - Esquema de

montagem do experimento
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
O procedimento, inicialmente, começou com a introdução de 150 ml (0,150

kg) de água no recipiente isolado, com a ajuda de um béquer. Em seguida, colocou-se
o termômetro no orifício central do recipiente e mediu-se a temperatura inicial da
água. Montou-se o circuito indicado na Figura 01, colocando-se o amperímetro na
escala de corrente de 10 A (Ampère). Após isso, ajustou-se a fonte de tensão para 22
V (Volts) contínua. Aguardou-se dois minutos após antes de se anotar a temperatura
inicial do temômetro. Após decorrido esse tempo, anotou-se a temperatura inicial 𝑇0
e disparou-se o cronômetro. Ademais, foi realizaada a marcação do tempo de cada
aumento da temperatura a cada 2°C. Assim, completou-se as Tabelas 01, 02 e 03.
Figura 01- Circuito montado no

experimento
RESULTADOS
A seguir, seguem as tabelas com os dados das medidas de cada experimento.
TEMPERATURA TEMPO TEMPERATURA TEMPO

MEDIDA MEDIDA
(°C)Y (s)X (°C) (s)
1 T0= 28 0 1 T0=25 0
2 30 35 2 27 42
3 32 69 3 29 80
4 34 103 4 31 116
5 36 137 5 33 151
6 38 171 6 35 184
7 40 205 7 37 229
8 42 241 8 39 253
9 44 273 9 41 279
10 46 307 10 43 307
11 48 342 11 45 337
12 50 377 12 47 389
Tabela 01- Medidas do 1° Tabela 02- Medidas do 2°

experimento experimento
MEDIDA TEMPERATURA TEMPO

1 T0= 26 0
2 28 37
3 30 73
4 32 106
5 34 141
6 36 174
7 38 209
8 40 242
9 42 277
10 44 310
11 46 345
12 48 378
Tabela 03- Medidas do 3°

experimento
Através da Tabela 01, iremos utilizar as Equações de (2) a (6) para calcularmos
a regressão linear para encontrarmos uma reta “Y=A+BX”, onde o “Y” representará
a temperatura e “X”, o tempo. Essa reta representará a Equação (1).
Temperatua (°C)
Tempo (s)
Gráfico 01- Reta proveniente da

regressão linear para a Tabela 1
1-REGRESSÃO LINEAR PARA A TABELA 1
Y= A+BX
Parâmetro Valor Incerteza

---------------------------------------------------------------------------------
A 27,97629211374 0,00000112286
B 0,05853296223 0,00086437259
Como a reta encontrada Y=A+BX é equivalente à Equação (1), podemos igualar

𝐼𝑉
“B=0,0585±0,0009” a “𝑚𝑐+𝐶 ”. Logo, faremos:
𝑠
𝐼𝑉
B = 𝑚𝑐+𝐶
𝑠
𝐼𝑉−𝐵𝐶𝑠
𝑐=
𝐵𝑚
𝐽
(1,87𝐴)(21,97𝑉) − (0,0585)(15 °𝐶 )
𝑐=
(0,0585)(0,150𝑘𝑔)
𝑐 = 4581,92592592593
Sabemos que 𝐼 = 1,87 ± 0,02 (A), V = 21,97 ± 0,03 (V), m = 0,15 ± 0,01 (kg) e
𝐶𝑠 = 15 ± 3 (J/°C), que são parâmetros usados no experimento. Logo, utilizando-se a
Equação (7) para calcular a incerteza, obtemos o calor específico da água:
𝐽
𝑐 ≅ 4581,9 ± 0,2
𝑘𝑔. °𝐶
ou
cal
𝑐 ≅ 1,1737 ± 0,0001
𝑔. °𝐶
(CALOR ESPECÍFICO DA ÁGUA)
Temperatua (°C)
Tempo (s)

Y= A+BX

---------------------------------------------------------------------------------
A 24,40432754659 0,00022328067
B 0,0587866791 0,00085346368

𝐼𝑉
𝑠
𝐼𝑉
B = 𝑚𝑐+𝐶
𝑠
𝑐= 𝐵𝑚
𝐽
(1,89𝐴)(21,97𝑉) − (0,0588)(15 °𝐶 )
𝑐=
(0,0588)(0,150𝑘𝑔)
𝑐 = 4607,85714285714
𝐽
𝑐 ≅ 4607,9 ± 0,2
𝑘𝑔. °𝐶
ou
cal
𝑐 ≅ 1,1006 ± 0,0001
𝑔. °𝐶
Temperatua (°C)
Tempo (s)
Y= A+BX

---------------------------------------------------------------------------------
A 25,83239889541 0,00000388945
B 0,05846911573 0,00302546996

𝐼𝑉
𝑠
𝐼𝑉
B = 𝑚𝑐+𝐶
𝑠
𝑐= 𝐵𝑚
𝐽
(1,89𝐴)(21,97𝑉) − (0,058)(15 °𝐶 )
𝑐=
(0,058)(0,150𝑘𝑔)
𝑐 = 4672,79310344828
𝐽
𝑐 ≅ 4672,8 ± 0,2
𝑘𝑔. °𝐶
ou
cal
𝑐 ≅ 1,1161 ± 0,0001
𝑔. °𝐶
CONCLUSÃO
Concluímos que, pelos experimentos realizados, podemos determinar o calor

específico da água. É necessário, porém, um determinado cuidado com a obtenção das
medidas, logo, deve-se seguir atentamente à descrição do procedimento experimental.
Notamos que, através dos dados das Tabelas 1, 2 e 3, obtemos resultados para o calor
específico da água bastante semelhantes entre si. Ou seja, isso nos leva a concluir que as
medidas feitas durante o experimento foram eficazes. Se compararmos o valor do calor
específico da água dado encontrado em livros e sites (c= 1 cal/g.°C), podemos notar que
os valores encontrados, experimentalmente, são muito aproximados, o que nos leva a
crere que os resultados obtidos foram satisfatórios.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BATISTA, Carolina. "Calor Específico"; Toda Matéria. Disponível em:

https://www.todamateria.com.br/calor-especifico/. Acesso em 27 de setembro de 2022.

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LUCAS SOUZA DE FREITAS

Trabalho solicitado pelo

onde 𝑇0 é a temperatura inicial (𝑡 = 0). (Utilizar-se-á 𝐶𝑠 = (15 ± 3). 10 𝐽/°𝐶)

O cálculo da incerteza do calor específico da água “𝑐” pode ser determinada

• Determinar, por meio do experimento, o valor do calor específico da água.

Figura SEQ Figura \* ARABIC 3 - Esquema de

O procedimento, inicialmente, começou com a introdução de 150 ml (0,150

Figura 01- Circuito montado no

TEMPERATURA TEMPO TEMPERATURA TEMPO

Tabela 01- Medidas do 1° Tabela 02- Medidas do 2°

MEDIDA TEMPERATURA TEMPO

Tabela 03- Medidas do 3°

Gráfico 01- Reta proveniente da

1-REGRESSÃO LINEAR PARA A TABELA 1

Parâmetro Valor Incerteza

Como a reta encontrada Y=A+BX é equivalente à Equação (1), podemos igualar

Gráfico 02- Reta proveniente da

2-REGRESSÃO LINEAR PARA A TABELA 2

Parâmetro Valor Incerteza

Como a reta encontrada Y=A+BX é equivalente à Equação (1), podemos igualar

3-REGRESSÃO LINEAR PARA A TABELA 3

Parâmetro Valor Incerteza

Como a reta encontrada Y=A+BX é equivalente à Equação (1), podemos igualar

Concluímos que, pelos experimentos realizados, podemos determinar o calor

BATISTA, Carolina. "Calor Específico"; Toda Matéria. Disponível em:

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