O calorímetro é um dispositivo capaz de isolar termicamente seu conteúdo. Dessa maneira, ele tem diversos usos e aplicações. Esse aparelho possui construção simples e é feito para evitar ao máximo a troca de calor com o meio externo. Neste post, você verá sua definição, principais tipos, como é usado e muito mais. Acompanhe.
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O que é o calorímetro
O calorímetro é um aparelho que possui várias aplicações práticas. Ele é isolado termicamente do ambiente no qual se encontra. Sua principal função é isolar termicamente uma substância, para não haver trocas de calor com o meio externo. Para isso, sua construção deve ser especial. Os aparelhos de melhor qualidade buscam bloquear as três formas de transmissão do calor.
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Dessa forma, o calorímetro é composto por um recipiente interno, que costuma ter superfície reflexiva para evitar a irradiação térmica. Entre a parte externa e o recipiente interno pode ser feito vácuo ou haver um isolante térmico, como isopor ou lã de vidro. Isso evita a condução e a convecção.
Tipos de calorímetro
Por serem dispositivos com funções diversas, há vários tipos de calorímetros. Alguns deles são usados apenas para pesquisas científicas ou têm fins muito específicos. Dessa maneira, confira os três principais tipos deste aparelho:
- Isotérmicos: é o tipo mais comum. Idealmente, não há variação de temperatura interna durante todo o experimento.
- Isoperibol: é aquele cuja temperatura do meio se mantém constante independente da temperatura interna do calorímetro.
- De varredura exploratória: a temperatura do sistema ou a temperatura do meio podem variar de forma linear e podem ser programadas ao longo do tempo.
Com estes três tipos de aparelho, é possível realizar diferentes experimentos. Além disso, há usos de dispositivos que podem ser considerados calorímetros no cotidiano do ser humano médio.
Como é usado o calorímetro
O calorímetro possui a função de isolar o conteúdo interno das variações de temperatura. Por isso, seu funcionamento se baseia em barrar ao máximo as transmissões de calor. Dessa forma, existem vários usos para ele:
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- Medição de calor: em determinados experimentos, é preciso medir o calor de uma substância. Contudo, o calor externo pode influenciar nessa medição. Para isso, o estudo em um ambiente isolado é a ideal.
- Isolamento térmico: em outros casos, é preciso manter a temperatura de determinado composto constante. Isso pode ajudar a compreender seu comportamento e caracterizar o fenômeno físico e químico envolvido.
- Conservação: outro uso é a conservação de determinadas substâncias. Algumas delas precisam ficar sob temperaturas constantes para manterem suas características ideais. Por exemplo, óvulos e espermatozóides.
Há outro uso muito comum de calorímetros. Eles são usados diariamente em milhares de casas brasileiras. Isso acontece porque as garrafas térmicas são um tipo simplificado de calorímetro.
Calorímetro X termômetro
O calorímetro é um dispositivo usado para medir o calor e isolar termicamente a substância que está na parte interna. Por sua vez, o termômetro é um dispositivo usado para medir a temperatura de um determinado corpo. Por mais que os dois pareçam ter usos iguais, é preciso lembrar que existe muita diferença entre calor e temperatura.
Vídeos sobre calorímetro
Apesar de o calorímetro ser apenas um dispositivo de medida e conservação, é possível aprender muito sobre os conceitos físicos por trás dele. Dessa maneira, nos vídeos selecionados, você entenderá melhor sobre o funcionamento desse dispositivo.
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Calor sensível
O estudo da calorimetria é parte fundamental da Física Térmica. Além disso, esse fenômeno físico ajuda a entender as mudanças de temperatura de um corpo que está no mesmo estado físico. Para entender o que é calor sensível, veja o vídeo do professor Davi Oliveira.
Como fazer um calorímetro simples
A construção de experimentos físicos é importante para compreender os conceitos que os embasam. Além disso, podem ser ótimos projetos para feiras de Ciência. Dessa maneira, para aprender a construir um calorímetro, veja o vídeo do canal Arte e Ciência. Nele, você aprenderá o passo a passo da construção.
Calor específico
O professor Marcelo Boaro explica como calcular o calor específico de um corpo. Essa grandeza física é usada para conhecer como uma determinada substância pode reagir às trocas de calor. Além disso, em casos de aparelhos isolantes térmicos, é possível calcular a sua eficácia.
O calorímetro é apenas um dispositivo com inúmeras aplicações. Nos experimentos de Física, são várias delas. Contudo, há vários conceitos que podem usar este aparelho para o estudo dos fenômenos. Boa parte deles faz parte do ramo da termologia.
Referências
Física II: termodinâmica (2016) – Hugh D. Young et al.
Física: Volume 2 (2008) – David Halliday et al.
Curso de Física Básica: Volume 2 (2014) – Herch Moysés Nussenzveig.
Por Hugo Shigueo Tanaka
Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).
Tanaka, Hugo Shigueo. Calorímetro. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/calorimetro. Acesso em: 25 de April de 2024.
1. [Eear]
Duas porções de líquidos A e B, de substâncias diferentes, mas de mesma massa, apresentam valores de calor específico iguais a 0,58 cal/g°C e 1,0 cal/g°C. Se ambas receberem a mesma quantidade de calor, sem, contudo, sofrerem mudanças de estado físico, podemos afirmar corretamente que:
a) a porção do líquido A sofrerá maior variação de temperatura do que a porção do líquido B.
b) a porção do líquido B sofrerá maior variação de temperatura do que a porção do líquido A.
c) as duas porções, dos líquidos A e B, sofrerão a mesma variação de temperatura.
d) as duas porções, dos líquidos A e B, não sofrerão a nenhuma variação de temperatura.
Alternativa correta: A
Da definição do calor específico, podemos concluir que o líquido com menor valor terá uma variação de temperatura maior. Assim, o líquido A sofrerá uma variação de temperatura maior que o líquido B.
2. [Uepg]
Quanto à transferência de energia térmica, assinale o que for correto.
01) Corpos diferentes apresentarão temperaturas diferentes após recebimento de calor num determinado tempo.
02) A energia cinética média das partículas individuais está diretamente relacionada com a temperatura de uma substância.
04) Quanto maior o calor específico de uma substância, maior será a dificuldade de fazer variar sua temperatura.
08) O calor específico é de maior valor nas substâncias sólidas do que nas substâncias líquidas.
01) Incorreta. A variação de temperatura depende da quantidade de calor recebida e da capacidade térmica do corpo. Se dois corpos diferentes apresentarem a mesma razão entre quantidade de calor e capacidade térmica (Q/C), terão a mesma variação de temperatura.
02)Correta.
04)Correta.
08) Incorreta. Basta pensar no calor específico da água em estado líquido (1,0 cal/g°C) e no calor específico do alumínio em estado sólido (0,22 cal/g°C).