Por Claire Gillespie
Atualizado em 30 de agosto de 2022
Анатолий Тушенцов/iStock/GettyImages
Um calorímetro pode parecer um gadget de alta tecnologia, mas é um dispositivo simples de medição de calor que pode ser construído em casa com duas xícaras de café. Frequentemente utilizado em projetos de ciências escolares, quantifica a energia trocada em processos químicos ou físicos, como a transferência de calor ou o calor específico de uma substância.
TL;DR
O calor faz com que a temperatura de um líquido aumente ou diminua. Ao registrar a massa do líquido e a mudança de temperatura resultante, um calorímetro calcula a energia ganha ou perdida.
Componentes de um calorímetro
Um calorímetro básico consiste em dois recipientes:um recipiente externo e um recipiente interno aninhado. O ar (ou espuma) entre eles atua como isolante térmico, impedindo a troca de calor com o ambiente externo. Os calorímetros de laboratório geralmente apresentam um anel de fibra que mantém o recipiente interno centralizado, um termômetro para monitorar a temperatura e um agitador para distribuir o calor uniformemente. Uma versão caseira em “xícara de café” é mais simples, mas menos precisa devido à maior perda de calor para o ambiente.
Medindo a transferência de calor
Quando uma reação exotérmica libera energia, a temperatura da solução aumenta; uma reação endotérmica absorve energia, fazendo com que a temperatura caia. Medindo a mudança de temperatura juntamente com o calor e a massa específicos da solução, você pode calcular a mudança de calor da reação. Por exemplo, inserir uma barra de cobre quente em água fria em um calorímetro faz com que o calor flua do cobre para a água até que ambos atinjam a mesma temperatura (equilíbrio térmico). Nenhum calor sai do sistema, então toda a transferência ocorre internamente.
Medindo o calor específico
Calor específico é a quantidade de energia necessária para elevar 1g de uma substância em 1°C. Varia entre os materiais – por exemplo, o calor específico da água é 1,00cal/g·°C. Para determinar o calor específico de um metal desconhecido, aqueça o metal e mergulhe-o em água dentro do recipiente interno. Registre a temperatura final de equilíbrio. Calcule o calor absorvido pela água (massa×calor específico×ΔT) e o calor perdido pelo metal (massa×ΔT). Dividir o calor da água pelo do metal dá o calor específico do metal.
