Relatorio 3 ondas - Calor Especifico DE UM Solido PDF

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DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA EXATAS E NATURAISDISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ONDAS E TERMODINÂMICAPROPRIEDADES TERMICA DA MATERIA – CALOR ESPECIFICO DEUM SOLIDODEPARTAMENTO DE CIÊNCIA EXATAS E NATURAISDISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ONDAS E TERMODINÂMICAPROPRIEDADES TERMICA DA MATERIA – CALOR ESPECIFICO DEUM SOLI...

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1 DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA EXATAS E NATURAIS DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ONDAS E TERMODINÂMICA

PROPRIEDADES TERMICA DA MATERIA – CALOR ESPECIFICO DE UM SOLIDO

2 DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA EXATAS E NATURAIS DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ONDAS E TERMODINÂMICA

PROPRIEDADES TERMICA DA MATERIA – CALOR ESPECIFICO DE UM SOLIDO

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SUMÁRIO 1.

RESUMO...................................................................................................................4

2.

INTRODUÇÃO.........................................................................................................5

3.

METODOLOGIA......................................................................................................7

4.

RESULTADOS E DISCURÇÕES.............................................................................8

5.

CONCLUSAO.........................................................................................................10

6.

REFERÊNCIAS.......................................................................................................11

4 1.

RESUMO

Podemos definir como calorimetria a parcela da física que estuda as trocas de energia entre corpos ou sistemas. Tais trocas acontecem na forma de calor no qual um corpo ou sistema vai ceder calor para o outro e assim ficar em equilíbrio. Esta reação é causada pela passagem de energia térmica do corpo mais quente para o corpo mais frio, portanto, a transferência de energia é o que chamamos calor.

5 2.

INTRODUÇÃO

Todo corpo ou sistema está sujeito a sofrer variações ou mudanças de estado físico, tais mudanças acontecem quando o corpo ou sistema recebe calor ou quando perde calor. Podemos definir isto como calor sensível e calor latente. Este é acontece quando o sistema ou o corpo recebe calor. Aquele é quando os mesmos cedem energia, ou seja, calor. A equação que rege o calor sensível é dada por: Q=mc ∆ T

(EQ1)

Podemos definir estas variais da seguinte forma: “Q”= Quantidade de calor sensível (cal ou J) “C”= Calor especifico (cal/g°c ou J/kg°c) “M”= Massa (g ou k) “∆T”= Variação da temperatura (°c) Além disto, temos que o calor específico do corpo de prova será dado pela expressão: Cb =

(m ag +m Eq ).(T f −T i ) + c Ag m b ( T b −T i )

(EQ2)

Onde: m ag será a massa de água; m Eq é o equivalente água; Tf

é a temperatura final;

A equação que rege o calor latente é dada por: QL= m.L (EQ3) Onde a quantidade de calor latente (Q) é igual ao produto da massa do corpo (m) e de uma constante de proporcionalidade (L).

6 O calorímetro experimenta todas as trocas de calor para atingir o equilíbrio térmico. Sendo o calor especifico da água, 1 cal/g°C decorre que o equivalente em agua de um corpo é numericamente igual a sua capacidade térmica. �=��

(EQ4)

Assim, se um corpo tem a capacidade térmica de 30 cal/°C, o seu equivalente em agua é 30g. Isso significa que o corpo em questão ou os 30g de agua recebem a mesma quantidade de calor, sofrem a mesma variação de temperatura ∆ Qcal=∆ Q eq . água

(EQ5)

Portanto, podemos afirmar que quando dois corpos de temperaturas diferentes são colocados em um ambiente eles entram em equilíbrio térmico, isso ocorre porque o calor flui do corpo mais quente para o mais frio até que fiquem a mesma temperatura, podes observar isso na imagem a seguir:

Figura1- mundoeducacao.bol.uol.com.br/upload/conteudo/transfer%C3%AAncia%20de%20calor.jpg

7

3.

METODOLOGIA

Material utilizado 

Calorímetro com agitador



Um bequer e uma proveta



Dois termômetros



Agua quente e fria



Aquecedor



Apoio para aquecer o bequer

Após montarmos todo o aparato adicionamos 50ml (~50g) de agua fria com a temperatura em torno de 10°C no interior do calorímetro. Tampamos o calorímetro e anotamos a temperatura Tagf. Com 50Ml de agua morna em torno de 45°C notamos a temperatura Tag.q. Derramamos a agua morna no bequer com agua fria do calorímetro agitamos levemente e medimos a temperatura Tf.

8

4. 

RESULTADOS E DISCURÇÕES

Quais são as maiores fontes de erro para esta parte do experimento?

Trocas de calor com o ambiente e sistema, precisão dos materiais utilizados. 

Mostre que a massa do equivalente em água é dada pela Eq.2

Q=mc ∆ T

Magf.c.(Tf-Tagf) + maeq-c (Tf-Tagq)+meg.c (Tf-Tagf)=0 O temo maeq-c (Tf-Tagq) fica negativo, pois a água quente perde calor. Meq.c. (Tf_Tagf)= c . (magq(Tagq-Tf)- mAgf (Tf-Tagf)) Logo, Meq= 

magq ( Tagq−Tf ) −magf (Tf −Tagf ) (Tf −Tagf )

Qual seria o valor ideal para o equivalente em água do calorímetro para nenhuma perde de calor? Meq=0 Pois, magf ∆T .C = macq . C. ∆T ou seja, não há troca de calor.



Qual é a temperatura final para uma mistura de 20g de água a 10°C com 5 g de água a 95°C utilizando o calorímetro desta pratica. Magf=20g Magq= 5g

Tagf= 10°c

Taq= 95°C Meg= 13,31

(Tf-10)13,31=5(95-Tf)-20(Tf-10) 13,31Tf-133,1=475-5Tf-20Tf+200 13,31Tf+5Tf+20Tf=200+475+133,1 38,31Tf=808,1

9 Tf=21,1°C 

Um calorímetro contem 370g de água estando todo o sistema em equilíbrio térmico a 25°C. Misture ao sistema inicial 215g de água a 62°C, a temperatura final de equilíbrio possa ser 34°C. Qual o equivalente em água do calorímetro? Meq=

215 (62−34 )−370 (34 −25 ) = (34−25) Meq= 298,9g

6020 −3330 9

10 5.

CONCLUSAO

A partir deste experimento constatamos na prática que em um sistema composto com dois corpos o calor sempre vai passar naturalmente do corpo mais quente para aquele corpo de temperatura menor, logo, ambos os corpos ficam com a mesma temperatura, ou, seja, ficam em equilíbrio. Além disto, observou-se que quando os sistemas chegavam no ponto que procurávamos tínhamos que tirar os valores imediatamente, pois, a temperatura do corpo varia muito rápido, assim podendo trazer erros para o nosso experimento. Por fim, apesar de alguns erros nos quais são impossíveis descartar, tivemos um resultado satisfatório próximo dos valores tabelados.

11 6.

REFERÊNCIAS

[1] - Resnick, Halliday, Krane, Física 2, 5ª Edição, LTC, 2007. [2] - Sears & Zemanski, Young & Freedman, Física II, Ondas e Termodinâmica, 12ª Edição, Person, 2008....