Capacidade térmica do calorímetro
(Determinação)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br 

Introdução
O calorímetro escolar nada mais é que uma caneca de alumínio de parede fina (providência que minimiza sua massa) que se ajusta perfeitamente no interior de um reservatório de isopor munido de tampa, também de isopor. Obviamente, quando se estudam trocas de calor utilizando tal calorímetro, essa caneca de alumínio participará também de tais trocas, recebendo ou fornecendo calor para as substâncias de seu interior, afetando o resultado final. Assim, para que se faça o devido equacionamento calorimétrico é necessário que se conheça a capacidade térmica dessa caneca do calorímetro. 
Esse experimento tem por objetivo essa determinação.

Material
Calorímetro com tampa de um furo,
ebulidor elétrico (300 W x 110 V),
béquer de 250 ml,
béquer de 400 ml,
béquer de 1000 ml,
balança sensível ao décimo do grama,
termômetro de décimo de grau, de 0 ^oC a 50 ^oC.

Procedimento 
1) Use o béquer de 1000 ml para guardar água gelada (água em contato com gelo) e o de 400 ml para aquecer água por meio do ebulidor elétrico. O béquer de 250 ml deve ser usado para as pesagens. 
Passe o termômetro pelo furo da tampa do calorímetro.

2) Coloque no calorímetro M₁ gramas de água a temperatura t₁ (de preferência uns 5^oC abaixo da temperatura ambiente).

3) Retire o termômetro do calorímetro e determine com ele a temperatura t₂ (uns 5 ^oC acima da temperatura ambiente) de M₂ gramas de água que devem ser colocadas, a seguir, rapidamente, no calorímetro.

4) Determine a temperatura t de equilíbrio, de acordo com a seguinte técnica: Procure homogeneizar a temperatura da água sacudindo o calorímetro, você observará que a coluna termométrica sobe rapidamente e depois começa a descer. Leia a temperatura mais alta.

Equacionando
A equação calorimétrica do processo será:

M₁.c_a.(t - t₁) + B.(t - t₁) = M₂.c_a.(t₂ - t)

onde c_a é o calor específico da água e B a capacidade térmica do calorímetro.
Da expressão acima obtém-se:

B = [M₂.c_a(t₂-t)/(t-t₁)] - M₁.c_a 

Na prática, o valor numérico de B é obtido com certa simplificação através dos seguintes cuidados: Tomam-se massas iguais de água fria e quente (M = M₁ = M₂) e, como c_a = 1 cal/(g.^oC) obtemos para B o seguinte valor numérico: 

B = M.[(t₂-t)/(t-t₁) - 1] (*)

A experiência deve ser repetida de 5 a 10 vezes. Preencha um quadro como o do modelo abaixo e calcule o valor médio de B.

Nota: Você percebeu que participou das trocas de calor mais um elemento que não foi considerado no equacionamento? Não? Pois bem, foi o termômetro. Ele também tem a sua capacidade térmica e, como isso, interfere nas trocas de calor. Como você faria para determinar a capacidade térmica do termômetro?