ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: FÍSICA GERAL
Unidade: U3_FLUIDOS E TERMODINÂMICA
Aula: A3_CALOR
Tempo previsto de execução de aula prática: 5h
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.
INFRAESTRUTURA
Instalações – Materiais de consumo – Equipamentos:
LABORATÓRIO DE INFORMÁTICA
Equipamentos:
• Computador com acesso à internet
~ 1 unid. 1 aluno
SOLUÇÃO DIGITAL
Infraestrutura mínima necessária para execução.
Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Calorimetria”. O laboratório virtual é uma plataforma para
simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado por computador, não deve ser
acessado por celular ou tablet. O primeiro acesso ao simulador será um pouco mais lento, pois
alguns plugins são buscados no navegador. A partir do segundo acesso, a velocidade de abertura
dos experimentos será mais rápida.
O LINK da atividade prática estará disponível em seu AVA.
EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI)
Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPI’s.
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Público
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS
Procedimento/Atividade nº 1 (Virtual)
CALORIAMETRIA
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.
Feito isso, a tela inicial do experimento irá aparecer.
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Público
PARTE I – DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA DE UMA CALORÍMETRO
➔ Segurança do experimento:
Inicialmente, iremos determinar a capacidade térmica de um calorímetro. Para isso, acesse a
câmera “EPI”, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o menu superior esquerdo da tela.
Abra o armário, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre as portas.
Selecione os EPI’s necessários ao experimento, clicando com o botão direito do mouse sobre o
EPI desejado e selecionando a opção “Colocar EPI” para que você possa utilizá-lo. Os EPI’s
utilizados serão: Jaleco e óculos de proteção.
Acesse a câmera “Bancada”.
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Público
➔ Tarando a balança:
Posicione o béquer na balança, clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e
selecionando a opção “Colocar na balança”.
Acesse a câmera “Balança” para visualizar o béquer na balança.
Ligue a balança, clicando com botão esquerdo do mouse sobre o botão “Power”.
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Público
Observe se a balança ligou. 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 selecionando a opção “Colocar na mesa”.
Acesse a câmera “Bancada” para retornar a tela inicial do experimento.
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Público
➔ Adicionando água no béquer:
Transfira 100 mL de água para o béquer, clicando com o botão direito do mouse na pisseta com
água em destaque e selecionando a opção “Despejar no béquer”.
Pressione a pisseta, para inserir água no béquer, e observe a quantidade de água, adicionada,
pela escala que aparece ao canto da tela.
Retorne a pisseta para a bancada, clicando com o botão direito do mouse sobre a pisseta e
selecionando a opção “Colocar na mesa”.
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Público
➔ Medindo a massa da água:
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”.
Em seguida, acesse a câmera “Balança” para visualizar a medição da massa.
Observe e anote o valor da massa, exibido pela balança.
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Público
Retire o béquer da balança, clicando com o botão direito do mouse no béquer e selecionando a
opção “Colocar na mesa”.
Retorne a tela inicial do experimento, acessando a câmera “Bancada”.
➔ Ajustando o aquecimento:
Posicione béquer sobre o sistema de aquecimento, clicando com o botão direito do mouse sobre
o béquer e selecionando a opção “Posicionar no sistema de aquecimento”.
Observe que o béquer se posicionou no sistema de aquecimento.
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Público
Acesse a câmera “Aquecimento” para visualizar o sistema de aquecimento.
Ligue o sistema de aquecimento, clicando com o botão direito do mouse sobre bico de Bunsen e
selecionando a opção “Ligar chama”.
Observe a chama do bico de Bunsen.
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Público
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”. Em seguida, acesse a câmera
“Bancada” para retornar a tela inicial do experimento.
➔ Medindo a temperatura de aquecimento:
Meça a temperatura de aquecimento, clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro
e selecionando a opção “Medir béquer”.
Observe que a temperatura da água em aquecimento aparece no canto da tela.
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Público
Aguarde o aquecimento da água até aproximadamente 80° C e, então, desligue o sistema de
aquecimento, acessando a opção de câmera “Aquecimento”, clicando com o botão direito do
mouse sobre o bico de Bunsen e selecionando a opção “Desligar chama”. Lembre-se que você
pode acelerar o aquecimento da água ajustando o aquecimento na janela “Acelerar troca térmica”.
Em seguida para retirar o béquer do sistema de aquecimento, clique 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!
Em seguida, acesse a opção de câmera “Bancada” para retornar a tela inicial do experimento.
➔ Medindo a temperatura inicial do calorímetro:
Meça a temperatura inicial do calorímetro, clicando com o botão direito do mouse sobre o
termômetro e selecionando a opção “Medir calorímetro”.
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Público
Observe e anote a temperatura inicial do calorímetro.
➔ Adicionando água ao calorímetro:
Transfira a água aquecida, contida no béquer, para o calorímetro, clicando com o botão direito do
mouse sobre o béquer e selecionando a opção “Despejar no calorímetro”.
Observe que a água é adicionada ao calorímetro.
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Público
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 selecionando a opção “Agitar
conteúdo”.
➔ Medindo a temperatura do calorímetro:
Meça a temperatura no calorímetro, clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro
e selecionando a opção “Medir calorímetro”.
Observe a temperatura do calorímetro, aguarde que que ela estabilize e anote seu valor.
Tc = ___________ °C
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Público
➔ Desmontando o experimento:
Retire a água do calorímetro, clicando com o botão direito do mouse sobre o calorímetro e
selecionando a opção “Descartar conteúdo”.
Desligue o termômetro, clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a
opção “Desligar termômetro”.
16
Público
PARTE II – DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE LÍQUIDOS
➔ Adicionando óleo no béquer:
Agora, na segunda parte do experimento, iremos determinar o calor específico de líquidos.
Transfira 100 mL de óleo para o béquer, clicando com o botão direito do mouse na pisseta com
óleo em destaque e selecionando a opção “Despejar no béquer”.
Pressione a pisseta para inserir óleo no béquer.
Observe a quantidade de água, adicionada, pela escala que aparece ao canto da tela.
Retorne a pisseta para a bancada, clicando com o botão direito do mouse sobre a pisseta e
selecionando a opção “Colocar na mesa”.
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Público
➔ Medindo a massa do óleo:
Acesse a câmera “Balança” e verifique se a balança está ajustada apresentando um valor
negativo equivalente à massa do béquer. 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”. Em caso negativo, tare novamente a balança, como demonstrado
anteriormente.
Observe e anote o valor da massa!
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Público
Retire o béquer da balança, clicando com o botão direito do mouse no béquer e selecionando a
opção “Colocar na mesa”.
Retorne a tela inicial do experimento, acessando a câmera “Bancada”.
➔ Ajustando o aquecimento:
Posicione béquer sobre o sistema de aquecimento, clicando com o botão direito do mouse sobre
o béquer e selecionando a opção “Posicionar no sistema de aquecimento”.
Observe que o béquer se posiciona no sistema de aquecimento.
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Público
Acesse a câmera “Aquecimento” para visualizar o sistema de aquecimento.
Ligue o sistema de aquecimento, clicando com o botão direito do mouse sobre bico de Bunsen e
selecionando a opção “Ligar chama”.
Observe a chama do bico de Bunsen.
➔ Medindo a temperatura de aquecimento:
Meça a temperatura de aquecimento, clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro
e selecionando a opção “Medir béquer”.
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Público
Observe que a temperatura do óleo em aquecimento aparece no canto da tela.
Aguarde o aquecimento do óleo até aproximadamente 80° C e, então, desligue o sistema de
aquecimento, acessando a opção de câmera “Aquecimento”, clicando com o botão direito do
mouse sobre o bico de Bunsen e selecionando a opção “Desligar chama”. Lembre-se que você
pode acelerar o aquecimento da água ajustando o aquecimento na janela “Acelerar troca térmica”.
Em seguida para retirar o béquer do sistema de aquecimento, clique 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.
➔ Medindo a temperatura inicial do calorímetro:
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Público
Acesse a opção de câmera “Bancada” para retornar a tela inicial do experimento. Meça a
temperatura inicial do calorímetro, clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e
selecionando a opção “Medir calorímetro”.
Observe e anote a temperatura inicial do calorímetro.
➔ Adicionando óleo ao calorímetro:
Transfira o óleo aquecido, contida no béquer, para o calorímetro, clicando com o botão direito do
mouse sobre o béquer e selecionando a opção “Despejar no calorímetro”.
Observe que a água é adicionada ao calorímetro.
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Público
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 selecionando a opção “Agitar
conteúdo”.
➔ Medindo a temperatura do calorímetro:
Meça a temperatura no calorímetro, clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro
e selecionando a opção “Medir calorímetro”.
Observe a temperatura do calorímetro, aguarde que que ela estabilize e anote seu valor.
Tc = ___________ °C
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Público
➔ Desmontando o experimento:
Retire o óleo do calorímetro, clicando com o botão direito do mouse sobre o calorímetro e
selecionando a opção “Descartar conteúdo”.
Desligue o termômetro, clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a
opção “Desligar termômetro”.
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Público
➔ Análise de resultados:
1. A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da conservação
de energia 𝑸𝒄𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐=𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐. Nesse caso:
�
�𝒄𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐=𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐
�
�𝒄𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐 𝒑𝒆𝒍𝒂 á𝒈𝒖𝒂 𝒒𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆=𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐 𝒑𝒆𝒍𝒐 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐
�
�𝟏𝒄(𝑻𝟏−𝑻𝒇)=𝑪(𝑻𝒇−𝑻𝑪)
�
�=𝒎𝟏𝒄(𝑻𝟏−𝑻𝒇)/(𝑻𝒇−𝑻𝑪)
Onde:
�
�=𝒄𝒂𝒑𝒂𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒕é𝒓𝒎𝒊𝒄𝒂
�
�𝟏=𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒅𝒂 á𝒈𝒖𝒂
�
�=𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄í𝒇𝒊𝒄𝒐 𝒅𝒂 á𝒈𝒖𝒂 (𝟏𝒄𝒂𝒍/𝒈º𝑪)
�
�𝟏=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒅𝒂 á𝒈𝒖𝒂 𝒒𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆
�
�𝒇=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒍í𝒃𝒓𝒊𝒐 𝒅𝒐 𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂
�
�𝑪=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒏𝒐 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓 𝒅𝒐 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐
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:
�
�𝒄𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐=𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐
�
�𝒄𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐 𝒑𝒆𝒍𝒐 ó𝒍𝒆𝒐 𝒒𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆=𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐 𝒑𝒆𝒍𝒐 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐
�
�𝟏𝒄(𝑻𝟏−𝑻𝒇)=𝑪(𝑻𝒇−𝑻𝑪)
�
�=𝑪(𝑻𝒇−𝑻𝑪)/𝒎𝟏(𝑻𝟏−𝑻𝒇)
Onde:
�
�=𝒄𝒂𝒑𝒂𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒕é𝒓𝒎𝒊𝒄𝒂
�
�𝟏=𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒅𝒐 ó𝒍𝒆𝒐
�
�=𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄í𝒇𝒊𝒄𝒐 𝒐 ó𝒍𝒆𝒐
�
�𝟏=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒅𝒐 ó𝒍𝒆𝒐 𝒒𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆
�
�𝒇=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒍í𝒃𝒓𝒊𝒐 𝒅𝒐 𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂
�
�𝑪=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒏𝒐 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓 𝒅𝒐 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐
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;
✓ Segurança do experimento;
✓ Tarando a balança;
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Público
✓ Realizar o experimento para determinar a capacidade térmica do calorímetro
✓ Realizar o experimento para a determinação do calor específico;
✓ Avaliar os Resultados.
RESULTADOS
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..
ESTUDANTE, VOCÊ DEVERÁ ENTREGAR
Descrição orientativa sobre a entregada da comprovação da aula prática:
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.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Descrição (em abnt) das referências utilizadas
