ATV3 - FISICA

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LABORATÓRIO DE FÍSICA
DILATÔMETRO
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
PARTE I - DETERMINAIÃO DO COEFICIENTE DE DILATAIÃO LINEAR
1. Anote na Tabela 1 os valores obtidos durante a primeira parte do experimento. Utilize a equação 1 para calcular o coeficiente de dilatação linear α de cada material, lembrando que o comprimento inicial dos corpos de prova é L0 = 500 mm.
	Material
	T0 (°C)
	∆L (mm)
	T (°C)
	∆T (°C)
	α (°C-1)
	Cobre
	24,9 °C
	0,86
	97,2 °C
	72,3
	2,38.10-3
	Latão
	24,9 °C
	0,69
	97,2 °C
	72,4
	1,91.10-3
	Aço
	24,9 °C
	0,40
	97,2 °C
	72,2
	1,11.10-3
Tabela 1 – Temperatura e dilatação dos corpos de prova com diferentes materiais
∆𝐿 = 𝛼. 𝐿0. ∆𝑇	(1)
2. Pesquise na internet o valor do coeficiente de dilatação de cada material e compare com o calculado. Justifique eventuais diferenças.
As eventuais diferenças podem ter sida dada por erros de aferição do operador, situções climáticas externas ou potenciais de arredondamento.
PARTE II: VARIAIÃO NO COMPRIMENTO FINAL DE UM TUBO METÁLICO EM FUNIÃO DO SEU COMPRIMENTO INICIAL
1. Anote na Tabela 2 os valores obtidos durante a segunda parte do experimento.
	L0 (mm)
	T0 (°C)
	∆L (mm)
	T (°C)
	∆T (°C)
	500
	24,9 °C
	0,86
	97,2 °C
	72,3
	450
	24,9 °C
	0,49
	97,2 °C
	72,3
	300
	24,9 °C
	0,42
	97,2 °C
	72,3
	350
	24,9 °C
	0,36
	97,2 °C
	72,3
Tabela 2 – Temperatura e dilatação dos corpos de prova com diferentes comprimentos
2. Construa o gráfico variação do comprimento ∆L x comprimento inicial L0 e determine seu coeficiente angular.
3. Determine o coeficiente angular do gráfico ∆L x L0 e explique o que ele representa.
Pontos considerados A ( 450 ; 0,49 ) B ( 300 ; 0,42 )
Calculo do coeficiente angûlo ∆y/∆x
( 450 - 0,49 ) : ( 300 - 0,42 ) = 449,51 : 299,58 = M 1,50
O coeficiente Angûlo representa a inclinação da reta.
4. Com base nos seus conhecimentos, verifique a validade da afirmação: “A variação no comprimento de um material, para uma mesma variação de temperatura, é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial.”
Sim
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
PARTE I – DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA DE UMA CALORÍMETRO
A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da conservação de energia:
QCEDIDO = QRECEBIDO
QCEDIDO PELA ÁGUA QUENTE = QABSORVIDO PELO CALORÍMETRO
m1c (T1 - Tf) = C (Tf - TC) C = m1c (T1 - Tf) / (Tf - TC)
Onde:
C = capacidade térmica do calorímetro; m1 = massa de água;
c = calor específico da água (1cal/g °C); T1= temperatura da água quente;
Tf = temperatura final de equilíbrio sistema; TC = temperatura no interior do calorímetro
1. Com os dados obtidos, calcule a capacidade térmica do calorímetro.
M Água = 97,40q M Óleo = 90,20q 
C Água = 1 Cal/q °C C Óleo = ? 
T1 Água = 80 °C T1 Óleo = 80,2 °C 
Tf Água = 73 °C Tf Óleo = 65,3 °C 
Tc Água = 26,1 °C Tc Óleo = 25,4 °C 
C= M1C ( T1 – Tf ) : ( Tf - Tc )
C = 97,4x1 ( 80-73 ) : (73 – 26,1 )
C = 97,4 x 7 : 46,9 
C = 681,8 : 46,9
C = 14,53 Cal/°C
PARTE II – DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE LÍQUIDOS
A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da conservação de energia:
QCEDIDO = QRECEBIDO
QCEDIDO PELO ÓLEO QUENTE = QABSORVIDO PELO CALORÍMETRO
m1c (T1 - Tf) = C (Tf - TC)
c = C (Tf - TC) / m1 (T1 – Tf)
Onde:
C = capacidade térmica do calorímetro; m1 = massa de óleo;
c = calor específico do óleo;
T1= temperatura do óleo quente;
Tf = temperatura final de equilíbrio sistema; TC = temperatura no interior do calorímetro
1. Com os dados obtidos, calcule o calor específico do óleo. Compare o valor obtido com valores de calor específico de óleos vegetais encontrados na internet. Justifique eventuais diferenças.
M Água = 97,40q M Óleo = 90,20q 
C Água = 1 Cal/q °C C Óleo = ? 
T1 Água = 80 °C T1 Óleo = 80,2 °C 
Tf Água = 73 °C Tf Óleo = 65,3 °C 
Tc Água = 26,1 °C Tc Óleo = 25,4 °C 
C = C ( Tf – Tc ) : M1 ( T1 – Tf )
C = 14,54 ( 65,3 – 25,4 ) : 0,02 ( 80,2 – 65,3 )
C = 14,54 x 39,9 : 90,2 x 14,9 
C = 580 x 146 : 1343,98
C = 0,432 Cal/°C 
Podemos ver uma grande semelhança padrão pelo Óleo de origem vegetal em seu calor espécifico.
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
1. Complete a Tabela 1 abaixo com os dados obtidos no experimento.
	
Corpo de prova
	Massa de
água (m1) (g)
	Massa do corpo
de prova (m2) (g)
	Temperatura calorímetro + água
(T1) (°C)
	Temperatur a do corpo
(T2) (°C)
	Temperatura de equilíbrio
(T3) (°C)
	Ferro
	91,92
	292,38
	25,3
	86,1
	39,1
	Alumínio
	91,92
	101,02
	25,3
	89,7
	39,7
Tabela 1 – Valores coletados no experimento
2. Considerando que o calor liberado pelo corpo de prova deve ser igual ao calor absorvido pela água e pelo calorímetro, calcule o calor específico do ferro e do alumínio.
FERRO
C = 91,92 x 1 x ( 39,1 - 25,3 ) = 0,0923
 292,38 x ( 39,1 – 86,1 )
ALUMÍNIO
C = 91,92 1 x ( 37,7 – 25,3 ) = 0,2226
 101,02 x ( 39,1 – 89,7 )
3. Compare os valores de calor específico obtidos no experimento com os tabelados. Qual foi a porcentagem de erro? (𝑐𝐴𝑙𝑢𝑚í𝑛𝑖𝑜 = 0,22 𝑔.℃ e 𝑐𝐹𝑒𝑟𝑟𝑜 =𝑐𝑎𝑙
0,11 𝑐𝑎𝑙 ).
𝑔.℃
 
METERIAL TABELADO EXPERIMENTO ERRO%
C FERRO 0,11 0,09 16% 
C ALUMÍNIO 0,22 0,22 0% 
 
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
1. Complete a Tabela 1 abaixo com os dados obtidos no experimento.
	
Estado térmico
	Temperatura indicada no
termômetro a álcool T (°C)
	Altura da coluna
líquida h (cm)
	Ponto do gelo
	0
	9,5
	Ambiente
	23
	12,8
	Ponto do vapor
	98,5
	23,5
Tabela 1 – Dados experimentais
2. Repare se as marcas feitas para o ponto do gelo e do ponto do vapor coincidem com as marcas de fábrica do termoscópio. Qual parâmetro obtido durante a realização do procedimento pode gerar uma diferença entre as marcas? Justifique.
Para o ponto de gelo a marcação está coincidindo com o de Fábrica, porém no ponto de vapor elas não coincidem, isso devido a pressão atmosférica. Na região onde esse termoscópio foi fabricado a pressão atmosférica e menor a que do laboratório, isso ocasionou erro de leitura levando em consideração a altitude da tomada pelo altimetro.
 
3. Construa um gráfico da altura (h) em função da temperatura (°C) utilizando o teorema de Tales. Determine o coeficiente linear e angular da equação que representa essa relação.
Coeficiente Linear = 9,5
Coeficiente Angûlar = 0,142
4. Ferva a água, sem atingir a ebulição, e insira o termoscópio na água. Marque e meça a altura da coluna. Utilize o valor de h na equação obtida anteriormente e encontre o valor da temperatura da água. Utilize o termômetro a álcool para medir a temperatura da água e compare os valores obtidos para a temperatura através da equação e através do termômetro. Caso exista diferença entre esses valores, identifique as possíveis fontes para essa discrepância.
Temperatura atingida no Termômetro = 40°C
Medida aferida no Termoscópio = 15,2 cm 
A diferença está dentro da margem aceitável de 0,1 °C, o resultado da equação do termoscópio ficou idêntico a leitura do termomêtro, a pequena variação pode ter ocorrido pelas leituras das medidas que não são exatas, porémo desvio foi muito abaixo para se considerar um erro.
 
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