Laboratório de Calorimetria e Entalpia

O Laboratório de Calorimetria e Entalpia é uma simulação interativa de química térmica em 3D onde os estudantes realizam experimentos de calorimetria em copo de isopor. Um calorímetro isolado em corte transversal contém uma massa escolhida de água a 20,0 graus Celsius equipada com uma haste de agitação motorizada e uma sonda de termômetro digital. Suspenso acima está uma amostra de metal cilíndrica aquecida (Alumínio, Ferro, Cobre ou Ouro) cuja massa e temperatura inicial são controladas por cursores. Quando a amostra é imersa no banho de água, pacotes de energia térmica brilhantes irradiam do metal para a água enquanto um gráfico 3D em tempo real de Temperatura vs Tempo plota curvas de resfriamento e aquecimento convergindo para a temperatura de equilíbrio exata Tf.

• Mantenha a Massa da amostra em 85 g e a Temperatura inicial da amostra em 125 °C, depois alterne o Material da amostra entre Alumínio, Ferro, Cobre e Ouro para comparar quanto cada um eleva a temperatura da água.
• Observe por que o Alumínio (c = 0,897 J/g·°C) produz mais de seis vezes o aumento da temperatura da água de uma massa igual de Ouro (c = 0,129 J/g·°C).
• Arraste o cilindro de metal aquecido para cima para fora da água do calorímetro para reaquecê-lo, depois solte-o de volta no copo para iniciar uma nova rodada de resfriamento.
• Dobre a Massa da água de 100 g para 200 g e verifique como o reservatório térmico maior reduz a variação de temperatura ΔT.
• Use as leituras ao vivo para Massa da água, ΔT e Calor transferido q para verificar a equação da calorimetria q = m · c · ΔT.

1. 1Aplique a conservação de energia (-q_amostra = +q_água) para calcular a transferência de calor e a temperatura de equilíbrio final em um calorímetro.
2. 2Use a equação de calor específico q = m · c · ΔT para determinar a capacidade térmica específica desconhecida de uma amostra de metal.
3. 3Explique por que uma substância com maior capacidade térmica específica sofre uma menor variação de temperatura para uma dada quantidade de calor transferido.
4. 4Interprete um gráfico duplo de resfriamento e aquecimento de temperatura-tempo à medida que dois corpos se aproximam do equilíbrio térmico.

Perguntas frequentes dos professores