Construa um Calorímetro Caseiro: Experimento Científico Simples

Já quis descobrir por conta própria quanta energia é necessária para quebrar cristais ou aquecer uma xícara de café? Cientistas usam calorímetros para determinar calor liberado ou absorvido por reação química. É moderadamente fácil construir um calorímetro básico com itens domésticos, mas calibração requer passos extras.

Materiais Necessários

• Três copos de café de isopor (Styrofoam)
• Tampa plástica de café com tampa basculante fechada
• Caneta ou outro objeto perfurante
• Bastão de mexer
• Água
• Copinho medidor métrico
• Termômetro com unidades Celsius
• Reagentes

Instruções

Montagem e Calibração

1. Fure dois orifícios na tampa plástica — um para termômetro, outro para bastão de mexer.
2. Meça e registre massa fixa de água fria — 25g, por exemplo — em um copo de isopor. (Lembre: em temperatura e pressão padrão, 1 mL = 1g). Empilhe o copo com água fria sobre outro copo. O recipiente de dois copos é o calorímetro.
3. Insira termômetro no copo com água fria. Anote a temperatura.
4. Meça e registre mesma massa de água quente (25g no exemplo) no outro copo. Insira termômetro. Anote temperatura.
5. Despeje água quente na fria. Feche tampa no copo com água. Passe bastão pelo orifício e mexa. Insira termômetro. Leia e registre temperatura da água misturada.
6. Subtraia temperatura inicial da água quente da temperatura final da mistura para encontrar variação de temperatura da água quente.
7. Subtraia temperatura inicial da água fria da temperatura final da mistura para encontrar variação de temperatura da água fria.
8. Calcule variação de calor na água quente:
   Q(h) = m(h) × t(h) × 4,184
   Onde Q(h) = variação de calor na água quente, m(h) = massa da água em gramas, t(h) = variação de temperatura na água quente, 4,184 = calor específico da água.
9. Calcule variação de calor na água fria:
   Q(c) = m(c) × t(c) × 4,184
   Onde Q(c) = variação de calor na água fria, m(c) = massa da água fria em gramas, t(c) = variação de temperatura na água fria.
10. Como variação de calor do sistema deve somar zero:
    0 = Q(calorímetro) + Q(h) + Q(c)
    Use para determinar variação de calor no calorímetro, Q(calorímetro).
11. Use a equação:
    Q(calorímetro) = capacidade térmica(calorímetro) × t(calorímetro)
    Para resolver capacidade térmica do calorímetro. Seja t(calorímetro) igual à variação de temperatura do calorímetro, mesma da água fria.
12. Agora que conhece a capacidade térmica, pode usá-la para calibrar medições de variação de calor em outras equações, como calor de solução de um sal.