Se você for realizar um experimento para determinar a quantidade de calor perdido ou ganho em uma reação química ou em algum outro processo, terá que fazê-lo em um recipiente. O recipiente, que é o calorímetro, pode ser simples como um copo de isopor ou tão sofisticado quanto um recipiente à prova de explosão imerso em água. De qualquer forma, absorverá parte do calor, por isso é importante calibrá-lo antes de realizar o experimento. A calibração fornece um número chamado de calorímetro constante. É a quantidade de energia térmica necessária para elevar a temperatura do calorímetro em 1 grau Celsius. Uma vez que você saiba esta constante, você pode usar o calorímetro para medir o calor específico de outros materiais.
Determinando a constante do calorímetro
Quando você combina uma quantidade de uma substância com a mesma quantidade da mesma substância a uma temperatura diferente e medir a temperatura de equilíbrio, você deve encontrá-lo a meio caminho entre as temperaturas iniciais. Essa é uma idealização, no entanto. Na realidade, parte do calor é absorvida pelo calorímetro.
Uma forma de calibrar um calorímetro é misturando duas quantidades de água em diferentes temperaturas e registrando a temperatura de equilíbrio. A água funciona bem para este propósito porque tem um calor específico de fácil manuseio (C s) de 1 caloria por grama por grau Celsius (4.186 Joules /g ˚C). Despeje em uma quantidade conhecida de água quente (m <1>) em um calorímetro contendo uma quantidade conhecida de água fria (m 2) e registre a temperatura de equilíbrio da mistura. Você verá que o calor perdido pela água morna é maior que o calor ganho pela água fria. A diferença é o calor absorvido pelo calorímetro. A água quente perde uma quantidade de energia calorífica dada por q 1 = m 1C S∆T 1, e a água fria ganha uma quantia igual a q 2 = m 2C S∆T 2. A quantidade que o calorímetro absorve é (q 1 - q 2) = (m 1 C S∆T 1) - (m 2C S∆ T 2). A temperatura do calorímetro sobe na mesma quantidade da água fria, então a capacidade de calor do calorímetro, que é a mesma que a constante do calorímetro (cc), é (q 1 - q 2) ÷ ∆T 2 cal /g ˚C ou cc = C S (m 1∆T 1 + m 2∆T 2) <∆ T 2 cal /g ˚C Medindo Calor Específico Uma vez que você sabe sua capacidade de calor, você pode usar um calorímetro para calcular o calor específico de uma substância desconhecida. Aquecer uma massa conhecida da substância (m <1>) a uma temperatura específica (T 1). Adicione-o ao calorímetro no qual você já colocou outra massa da mesma substância (m <2>) a uma temperatura mais baixa (T 2). Espere que a temperatura chegue ao equilíbrio e registre essa temperatura de equilíbrio (T E). Você encontra o calor específico da substância usando a equação acima, rearranjou para resolver C S C S = (cc ∆T 2) ÷ (m 1∆T 1 + m 2∆T 2) cal /g ˚C.
