Ficha de Física e Química A — Capacidade Térmica e Fusão do Gelo: Atividade Laboratorial (10.º Ano)
Atividade laboratorial de Física e Química A do 10.º ano: capacidade térmica mássica de um material e entalpia mássica de fusão do gelo, com calorimetria elétrica, método das misturas e análise de desvios.
O que inclui esta ficha
- Objetivo, material, normas de segurança e cuidado experimental (gelo a 0 °C, isolamento)
- Parte A: calorimetria elétrica — Q = U·i·t e c = Q/(m·ΔT) num bloco de alumínio
- Parte B: método das misturas — λ = Qágua/mderretido com gelo a 0 °C
- Registo de dados com parâmetros e balanço Qperdido = Qganho
- Análise e conclusão com 6 questões e tabela de fontes de erro sistemático
Competências que desenvolve: Medir grandezas térmicas com rigor, executar dois métodos clássicos de calorimetria, comparar resultados experimentais com valores de referência e atribuir desvios a perdas sistemáticas.
Conteúdo programático: Tema 3 — Energia e sua conservação, subtema «Fenómenos térmicos»: capacidade térmica mássica; variação de entalpia mássica de fusão; calorimetria e equilíbrio térmico. É a componente prática da ficha «Capacidade Térmica Mássica e Transições de Fase».
Porque isto importa
Medir c e λ é transformar duas constantes de tabela em resultados de laboratório — e perceber como é que alguém, um dia, as obteve. A parte elétrica mostra que calor pode ser medido com precisão (energia elétrica toda contabilizada: Q = U·i·t), enquanto a parte do gelo mostra o poder e os limites do método das misturas: basta uma massa de gelo mal pesada ou um calorímetro mal isolado para o desvio disparar. Com os dois resultados lado a lado, o estudante confronta método, referência e incerteza — a tríade da medição experimental — e consolida as duas fórmulas de calor (sensível e latente) numa única sessão. É a atividade térmica mais completa do 10.º ano e prepara directamente as questões de calorimetria do exame nacional.
Erros comuns
- Usar Q_elétrico sem contabilizar perdas → c subestimado.
- Gelo abaixo de 0 °C → parte do calor gasta a aquecê-lo → λ subestimado.
- Esquecer que a T final da mistura fica em 0 °C enquanto houver gelo — não se «espete» um valor intermédio.
- Confundir a massa de gelo inicial com a massa derretida.
Como usar esta ficha
Imprime a ficha e resolve os exercícios sem consultar as soluções. Só depois de terminar compara as respostas com as soluções incluídas no final do PDF — é nessa comparação que se identifica o que ainda precisa de revisão. Se um exercício ficar errado, vale a pena voltar à matéria correspondente antes de avançar.