ATIVIDADE PRÁTICA - TERMODINÂMICA

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RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS – EAD 
FUNDAMENTOS DA TERMODINÂMICA 
Willian Pereira Costa 
 
Matrícula 
 
28161471 
 
 
Willian Pereira Costa Data: 06/06/2022 
 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA 1 – INFLUÊNCIA DO CALOR ESPECÍFICO DE SUBSTÂNCIAS 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Vários elementos da natureza e os que estão ao nosso possui um valor de calor específico. 
Frutas, metais, areia, água... são alguns dos elementos que possui um especificado valor de 
calor. 
 
2 OBJETIVOS 
 
Neste experimento, iremos observar como o calor específico de substâncias é liberada ou 
acrescentada em um determinado elemento. 
 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Para a realização do experimento, iremos utilizar os seguintes materiais: 
• 03 bolas de soprar ou bexiga de festas; 
• 01 Vela; 
• 01 Caixa de fósforo; 
• 01 Copo americano com água (encher até a metade do copo); 
• 01 Funil; 
• 01 Cronômetro; 
• Areia; 
 
Aplicação: 
 
Balão com ar: 
 
1. Encher o balão com ar (o suficiente para que ele fique inflado, não necessitando ficar 
totalmente cheio). 
2. Pegue a vela e acenda e a fixe em um local (podendo ser um pires de xicara) 
3. Com o cronômetro em mãos e aproximando o balão a chama da vela, inicie a 
contagem do tempo que leva para o balão estourar. 
4. Faça as anotações do tempo gasto até o balão estourar. 
 
 
 
 
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Balão com areia: 
 
1. Pegue o balão e coloque um pouco de areia dentro dele utilizando o funil 
2. Encha o balão de ar (não precisa ficar totalmente cheio) e amarre a saída de ar. 
3. Acenda a vela 
4. Com o cronômetro em mãos, aproxime o balão a chama da vela e inicie a contagem 
do tempo que leva para o balão estourar. 
5. Registre as anotações do tempo gasto até o balão estourar. 
 
Balão com Água: 
 
1. Pegue o balão e coloque um pouco de água no seu interior utilizando o funil. 
2. Encha o balão de ar (não precisa ser em sua totalidade) e amarre a saída de ar. 
3. Acenda a vela 
4. Com o cronometro em mãos, aproxime o balão a chamada vela e inicie a contagem 
do tempo que é gasto para o balão estourar. 
5. Registre as anotações do tempo gasto até o balão estourar. 
 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Alguns aspectos foram evidenciados na realização dos experimentos, são eles: 
1. O balão cheio de ar gastou menos tempo para estourar em relação ao balão cheio de 
areia, isso se dá por conta do material com maior calor específico (no caso a areia) 
não sofrer a dilatação necessária para estourar. 
Fotos do experimento: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Já o balão cheio de ar e água não estourou porque o líquido tem grande capacidade 
de absorver o calor fornecido pelo fogo, não deixando a temperatura da borracha 
aumentar. 
 
Fotos do experimento: 
 
 
 
O balão contendo água em seu interior, sofreu apenas algumas marcas provenientes da 
chama e mudanças de cor no local onde o fogo foi adicionado. 
 
 
 
 
 
 
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3. O balão com areia gastou mais tempo para estourar. 
Fotos do experimento: 
 
 
 
 
O valor do calor específico em kJ/kg da água, areia e do ar são os seguintes: 
 
Elemento Calor Específico em 
kJ/kg.k 
Calor Específico em 
cal/g.°𝐶 
Água 4184 kJ/kg.k 1 cal/g.ºC 
Areia 836,8 kJ/kg.k 0,2 cal/g.ºC 
Ar 1.004,16 kJ/kg.k 0,24 cal/g.ºC 
 
Areia suspensa no ar 
no momento exato em 
que o balão estoura 
 
 
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Para converter os valores específicos da unidade kJ/kg.k para cal/g.ºC, basta multiplicar o 
valor de cal/g.ºC por 4184. 
Com base nos valores apresentados nos experimentos, a areia pode apresentar maior 
variação de temperatura, pois o seu valor de calor específico é menor em relação aos demais 
elementos (0,2 cal/g.ºC) e a água, ao contrário da areia, precisa de uma dosagem maior de 
calor (acrescentada ou retirada) para que aconteça variações de temperatura, pois seu valor 
específico é maior (1 cal/g.ºC). 
 
5 CONCLUSÕES 
 
Através deste experimento, evidenciamos as variações de calor e suas características ao 
submeter a chama o ar, a areia e a água. 
 
6 REFERÊNCIAS 
 
JUNIOR, Joab Silas da Silva, Calor Específico, Mundo Educação. Disponível em: 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/calor-especifico.htm - Acesso em: 06/06/2022 
 
BATISTA, Carolina, Calor Específico, Toda Matéria. Disponível em: 
https://www.todamateria.com.br/calor-especifico/- Acesso em: 06/06/2022 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ATIVIDADE PRÁTICA 2 – APLICAÇÃO DA 1ª LEI DA TERMODINÂMICA EM UM 
PROCESSO ISOBÁRICO 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Nesta atividade iremos evidenciar o conceito de troca de calor através do processo isobárico. 
 
2 OBJETIVOS 
 
Realizar a troca de calor através ação de transferência de energia de um sistema, oriundo 
da diferença de temperatura entre o sistema e tudo que está em sua volta. 
 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Para a realização do experimento, iremos utilizar os seguintes materiais: 
• 01 Garrafa plástico de 500ml com tampa; 
• 01 Recipiente com água fria; 
• Água quente 
 
 
Aplicação: 
 
 
1. Coloque 250ml de água quente na garrafa plástica (cuidado com possível 
acidente em contato com a água fervente) 
 
2. Feche imediatamente a garrafa e agite-a para que a temperatura fique 
homogênea em seu interior. 
 
 
3. Retire a água quente e feche a garrafa imediatamente, impedindo assim que o 
ar quente venha sair 
 
4. Mergulhe a garrafa de plástico no recipiente com água fria de forma que fique 
totalmente submerso. 
 
 
 
 
 
 
 
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4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Através desse experimento, ficou evidenciado que o sistema apresentado é o sistema 
fechado, pois houve uma troca de energia sem acontecer a troca de matéria. 
Quando adicionamos a água quente dentro da garrafa, a pressão interna aumentou por conta 
do vapor de água quente. Isso ocorre porque a matéria se expande dentro do recipiente, 
aumentando a pressão. 
Ao mergulhar a garrafa com vapor de água quente dentro do recipiente contendo água fria, 
a pressão interna diminuiu e a pressão externa aumentou, fazendo com que a garrafa fosse 
esmagada. Antes da realização do experimento, a pressão interna da garrafa era igual a 
pressão externa. 
 
Fotos do experimento: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Por que o processo que aconteceu pode ser considerado processo isobárico? 
Podemos afirmar que o resultado obtido nesta atividade é um processo isobárico, pois houve 
variação de volume e temperatura. 
 
Análise da energia do sistema: 
• O calor foi adicionado ou retirado do sistema? 
Resposta: O calor foi retirado do sistema, pois ao ser mergulhado na água fria, o ar 
quente de dentro da garrafa passou a ter a mesma temperatura do ambiente externo. 
 
• O que aconteceu com a energia interna do sistema? 
Resposta: A energia interna do sistema ficou menor em comparação a energia 
externa. 
 
• Houvetrabalho no sistema? 
Resposta: Sim, houve a troca de calor e com isso a pressão externa exerceu maior 
força/pressão amassando a garrafa. 
 
• Demonstre através da fórmula: ∆ ∪= 𝑄 − 𝑊 o que aconteceu no sistema. 
Resposta: Tendo em vista que a Primeira Lei da Termodinâmica é dada pela formula: 
 
 
- ΔU é a variação da energia interna do gás, 
- Q é a energia transferida na forma de calor 
- W é o trabalho realizado pelo gás 
Podemos afirmar que o trabalho realizado foi positivo e a temperatura do gás diminuiu. 
 
 
 
 
ΔU = Q - W, onde: ΔU = 0 = ΔT = 0 
 
 
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• Assumindo o vapor de água um gás ideal, o volume inicial ocupado pelo gás a 500ml 
e uma temperatura de 100°C (temperatura de ebulição da água), mantendo a pressão 
atmosférica a 1 atm, e a temperatura fina do gás for a temperatura ambiente de onde 
você mora, qual o volume final ocupado pelo gás na garrafa? 
Observação: as unidades de temperatura devem estar em unidade absoluta, ou seja, 
em Kelvin. 
Resposta: Se no trabalho submetido o gás mantém a pressão constante, porém e os 
valores do volume e da temperatura mudam, o seu volume muda proporcionalmente 
a temperatura. Vejamos na tabela abaixo: 
 
Temperatura T1 – 100°C T2 – 16°C – Em São Paulo 
Pressão atmosférica P1 – 1 atm P1 – 1 atm 
Volume (ml) V1 – 500 ml V2 – 80 ml 
 
𝑉1
𝑇1
 = 
𝑉2
𝑇2
 => 
500
100
 = 
𝑉2
16
 => 5 = 
𝑉2
16
 => 5𝑥16 = 𝑉2 => 
 
• O valor obtido do volume final calculado está de acordo com o que aconteceu com o 
experimento? 
Resposta: Sim, pude evidenciar que no experimento o volume da garrafa diminuiu, 
fazendo jus ao valor obtido no cálculo acima. 
 
5 CONCLUSÕES 
 
Na realização do experimento, conseguimos evidenciar muitos conceitos da 1ª lei da 
termodinâmica em um processo isobárico, especificamente em relação a troca de energia, 
trabalho e calor. 
 
 
 
𝑉2 = 80 
 
 
 
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6 REFERÊNCIAS 
 
“O que é a primeira lei da termodinâmica? Khan Academy. Disponível em: 
https://pt.khanacademy.org/science/physics/thermodynamics/laws-of-
thermodynamics/a/what-is-the-first-law-of-thermodynamics - Acesso em: 06/06/2022 
 
GOUVEIA, Rosimar. Pressão Atmosférica, Toda Matéria. Disponível em: 
https://www.todamateria.com.br/pressao-atmosferica/- Acesso em: 06/06/2022 
 
HELERBROCK, Rafael. "Primeira Lei da Termodinâmica"; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-da-termodinamica.htm. Acesso em 07 de 
junho de 2022. 
 
ATIVIDADE PRÁTICA 3 – DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DE FLUIDOS E CONVECÇÃO 
TÉRMICA 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Nesta atividade iremos evidenciar como a influencia da dilatação volumétrica em fluidos 
ocorre e entender como ocorre a convecção térmica em fluidos. 
 
2 OBJETIVOS 
 
Registrar a movimentação de fluidos através do experimento, submetendo ao calor, assim 
observando o seu comportamento. 
 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Para a realização do experimento, iremos utilizar os seguintes materiais: 
• 02 Copos de vidro; 
• 01 Caixa de fósforo; 
• 01 Canudo; 
• Água; 
• Leite; 
 
 
 
 
 
 
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Aplicação: 
 
1. Pegue o copo de vidro e acrescente água (aproximadamente 3/4 do total) 
2. Pegue o outro copo e acrescente um pouco de leite (o suficiente para encher um 
canudo) 
3. Com o canudo, sugue o leite até enche-lo e tampe com o dedo 
4. Coloque o canudo com a ponta tampada dentro do copo contendo água de forma que 
a ponta do canudo chegue até o fundo do copo. 
5. Solte a ponta que estava tampada e com cuidado despeje o leite no fundo do copo 
com água. 
6. Acenda a vela e fixe-a em um local que facilite o trabalho 
7. Pegue o copo que está com a água e o leite e segure colocando o fundo do copo 
acima da chama da vela 
8. Conforme o aquecimento, observe a reação e registre fotograficamente as fases. 
 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Fotos do experimento: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Qual a massa especifica (densidade) do leite em g/ml? 
Resposta: A massa especifica do leite é de 1,032 g/ml. 
 
Quanto se aquece primeiro o leite que está no fundo do copo/recipiente, o que acontece com 
seu volume? E o que acontece com a massa do leite? 
 
 
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Resposta: O leite aquecido fica mais leve em relação a água que está fria, com isso o leite 
sobe e a água desce. 
 
Quando se aquece o leite, inicialmente, a massa especifica (densidade) ao longo do 
aquecimento aumenta ou diminui? 
Resposta: A massa especifica do leite aumenta 
 
Explique o porque do movimento do leite dentro do recipiente? 
Resposta: Se dá pela convecção térmica, pois a medida que o leite aquece, ficando assim 
mais leve do que a água e acontece a “troca de posição” entre os dois. No experimento, 
conseguimos evidenciar o movimento do leite subindo. 
 
Explique como a dilatação do leite influencia na convecção térmica. 
Resposta: A medida que o leite sofre o aquecimento, acontece um “transporte de massa”, 
ou seja, seu volume aumenta ocupando assim mais espaço. Esse movimento dá-se o nome 
de empuxo. 
 
5 CONCLUSÕES 
 
A diferença de temperatura aplicada neste experimento provocou uma mudança na massa 
especifica do leite, fazendo com que ficasse mais leve, passando a se movimentar (subindo). 
A dilatação volumétrica e a convecção térmica ficaram evidente nesta atividade. 
 
6 REFERÊNCIAS 
 
HELERBROCK, Rafael. "O que é convecção?"; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-conveccao.htm. Acesso em 07 de 
junho de 2022.