Exp01-Calor latente

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COORDENAÇÃO – ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Física Experimental II
Experiência 01 – Calor Latente
João Pedro Trabachini Abrantes	RA: 190846
Marcos Gregory Araújo Albino RA: 190224
Matheus Avancini Marcolino	RA: 190060
Prof.: Me. Alessandro Bogila
Sorocaba / SP
1. Introdução
O calor, na física, se trata da energia térmica em movimento entre partículas atômicas, sendo a energia proporcional a um objeto ou sistema em certas condições a sua temperatura. O calor latente, por sua vez, se trata do corpo sofrendo alterações no âmbito molecular, porém, sem modificações em sua temperatura, podendo ser de fusão ou vaporização.
Neste experimento, foi analisada a passagem da água em estado sólido para o líquido e a variação de temperatura sofrida, para no final, ser possível comparar o calor latente literal com o obtido do experimento, após a repetição do processo.
Equações utilizadas:
 (1)
 (2)
Sendo:
C: capacidade térmica (cal/ºC)
m: massa (g)
c: calor específico (cal/g.ºC)
ΔT: variação de temperatura (ºC)
: calor latente de fusão (cal/g)
E para o cálculo da propagação de erros foram utilizadas as seguintes equações:
 (3)
 (4)
 (5)
 (6)
Sendo a e b medidas quaisquer, e suas respectivas médias, e e seus respectivos erros.
2. Objetivos
O experimento tem como objetivos, através de testes realizados no laboratório e do estudo dos tópicos Calorimetria, Capacidade Térmica e Calor Latente, estudar o processo de transformação de fase de uma substância, determinar a capacidade térmica de um calorímetro e o calor latente de fusão do gelo.
3. Detalhes do Experimento
Para a realização do experimento, os materiais utilizados foram termômetro, água, gelo, aquecedor elétrico (resistência), béquer, balança, calorímetro e luva térmica como equipamento de proteção.
Inicialmente foi calculada a capacidade térmica do calorímetro.
Para isso, foi colocada uma massa de água conhecida no calorímetro (determinada com a balança) e a temperatura inicial da água foi medida com o termômetro. No béquer, foi colocada uma outra massa de água, que foi aquecida até aproximadamente 50 ºC com a resistência elétrica. Rapidamente a água quente foi colocada no calorímetro e a temperatura final do sistema foi medida após atingir o equilíbrio térmico. 
Utilizando os valores obtidos e a equação (1), foi determinada a capacidade térmica do calorímetro utilizado.
A segunda parte do experimento consistiu em determinar o calor latente de fusão do gelo.
Primeiramente, uma massa de água conhecida (determinada com a balança) foi aquecida até aproximadamente 60 ºC no béquer, com a resistência elétrica e uso do termômetro para garantir a medida. Essa água foi colocada no calorímetro e em seguida foi adicionada uma massa conhecida de gelo. Ao atingir o equilíbrio térmico, a temperatura final foi medida com o termômetro.
Através das medidas obtidas e do resultado da primeira parte do experimento, foi determinado o calor latente de fusão do gelo com a equação (2).
4. Resultados e Discussões
Na primeira parte do experimento, foi utilizada uma massa de 76,3 g de água fria, a uma temperatura inicial de 25,3 ºC e uma massa de 94,9 g de água que foi aquecida até 55 ºC. A temperatura final do sistema foi de 40,8 ºC. Utilizando a equação (1), com um valor de 1 cal/g.ºC para o calor específico da água, obteve-se o valor de 10,6 cal/ºC para a capacidade térmica do calorímetro, conforme a tabela 1. Tabela 1 - Obtenção da capacidade térmica do calorímetro
Na segunda parte, foi utilizada uma massa de 102,9 g de água, que foi aquecida até 55,5 ºC. A massa de gelo adicionada foi de 51,9 g. O equilíbrio térmico foi alcançado à temperatura final de 15,8 ºC. Através da equação (2), com os valores de 1 cal/g.ºC para o calor específico da água e 10,6 cal/ºC para a capacidade térmica do calorímetro, foi obtido o valor de 71,1 cal/g para o calor latente de fusão do gelo, que se aproxima do valor teórico de 80 cal/g, conforme a tabela 2. A diferença entre os valores se dá devido à precisão dos instrumentos utilizados e às condições do ambiente no qual o experimento foi utilizado.Tabela 2 - Obtenção do calor latente de fusão do gelo
Os erros experimentais foram propagados através das equações (3), (4), (5) e (6).
5. Conclusões
Ao concluir o experimento, é possível observar que o calor latente pode variar facilmente, e, por conta disso, não foi possível obter com facilidade uma conclusão mais precisa, levando em conta que a quantidade de água e o tempo de medição da sua temperatura podem alterar o resultado facilmente, principalmente por conta do termômetro utilizado no experimento, o qual havia grande valor de erro, e, possuía a problemática referente à sua lenta atualização de valores.
No entanto, após a realização do experimento diversas vezes, foi possível obter o valor de 71,1 cal/g, valor próximo do teórico, que foi proposto pela atividade, de 80 cal/g, sendo assim possível concluir a atividade com êxito, não sendo mais próximo apenas por conta dos erros estipulados dos equipamentos utilizados para a realização.
Referências
JÚNIOR, Joab Silas da Silva. O que é calor latente?; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-calor-latente.htm. Acesso em 08 de março de 2020.
Calorimetria em Só Física. Virtuous Tecnologia da Informação. Disponível em: https://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Calorimetria/calor.php. Acesso em 08 de março de 2020. 
R. Resnick E D. HALLIDAY, Física. Rio de Janeiro, LTC, 1983 - V.2. 
H.M. NUSSENZVEIG, Curso de Física Básica. São Paulo, E. Blucher, 1983, V.2. 
MedidaValorErro estimado
Temp. Inicial (ºC)25,30,1
Temp. Final (ºC)40,80,1
Variação de Temp. (ºC)15,50,14
Capacidade Térmica (cal/ºC)10,61,1
Calorímetro
MedidaValorErro estimado
Massa (g)51,90,1
Calor Latente de fusão (L) [cal/g]71,11,7
Calor Latente de fusão Literatura [cal/g]80,0
Gelo