Aula Prática TERMODINÂMICA

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ATIVIDADE PRÁTICA 1 – INFLUÊNCIA DO CALOR ESPECÍFICO 
DE SUBSTÂNCIAS 
 
INTRODUÇÃO 
 
Calor específico é a quantidade de calor necessária para que cada grama de 
uma substância sofra uma variação de temperatura correspondente a 1°C. Essa 
grandeza é uma característica de cada tipo de substância e indica o 
comportamento do material quando exposto a uma fonte de calor. 
O calor específico não indica a quantidade de calor necessária para que cada 
grama ou mol de uma substância aumente a sua temperatura em 1°C, mas 
indica o calor necessário para a variação de 1 °C. Isso significa que pode ocorrer 
tanto aumento quanto diminuição da temperatura do corpo. O ouro é o material 
de menor calor específico, como mostra na tabela, o que significa que esse 
material é extremamente sensível às variações de temperatura. Para aquecer ou 
esfriar determinada quantidade de ouro, é necessária pouca quantidade de 
energia recebida ou cedida. 
 
 
Tabela 1 Calor Especifico Das Substâncias 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS 
Perceber a diferença da capacidade calorífica entre a água e o ar, e conceituar 
a capacidade calorífica de substâncias. 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calor-sensivel-calor-latente.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/temperatura-calor.htm
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ouro.htm
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
Nesse experimento, os materiais utilizados foram: bexiga, vela, água, areia, 
isqueiro, e um cronômetro. 
Foram utilizados 3 balões cheios com ar, água e areia, respectivamente, para 
que o experimento pudesse ser realizado. 
Após encher todos os balões, foi cronometrado o tempo em que a capacidade 
calorífica suportaria a cada substância. 
 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Os experimentos propostos podem ser usados para abordar o estudo sobre calor 
específico de substâncias quando essas substâncias são acondicionadas em 
bexigas de borracha e posteriormente aquecidas. 
Existe uma temperatura na qual a substancia se infla diante de uma chama. Esta 
temperatura é chamada “ponto de fulgor”. O ponto de fulgor do álcool é 13º C, o 
da gasolina -42ºC, o do vapor de parafina (vela) 250º C, e o da borracha (látex) 
acima de 260º C. 
O ar apresenta a propriedade de oferecer uma elevada resistência à 
transferência de calor proveniente da chama. Sem a água o látex atinge em 
segundos seu ponto de fulgor e a bexiga explode e com a água o látex não atinge 
o ponto de fulgor, mesmo com a temperatura da chama seja muito alta. 
O balão contendo água não explode porque a água tem capacidade térmica 
elevada. Isto permite a absorção da grande quantidade de calor que é 
transmitido ao balão pela chama. 
 
 
CONCLUSÕES 
Foi observado que para substâncias e maior calor específico como a água a 
bexiga não estourou, enquanto a bexiga contendo somente ar, a explosão 
ocorreu aos 20 segundos, quase que momentaneamente a bexiga contendo 
areia, foi a primeira a estourar; aos 13 segundos. Estes resultados mostram 
claramente que substâncias de maior calor específico demoram mais tempo para 
aquecer como é o caso da água. 
REFERÊNCIAS 
JúNIOR, Joab Silas da Silva. "O que é calor específico?"; Brasil Escola. 
Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-calor-
especifico.htm. Acesso em 25 de novembro de 2021. 
FERENCE, M. JR. et al. Curso de física: Calor. São Paulo: Editora Edgard 
Blücher. 
SITE http://pt.wikipedia.org/wiki/Calor_específico Acessado em 
24 de Novembro 2021 às 09:35h. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA PRÁTICA 2 – APLICAÇÃO DA 1 LEI DA 
TERMODINÂMICA EM UM PROCESSO ISOBÁRICO 
 
INTRODUÇÃO 
 
Termodinâmica é o ramo da física que investiga as leis e os processos que 
regem relações entre calor, trabalho e outras formas de transformações de 
energia, especificamente as mudanças de energia que a disponibilizem para a 
realização de trabalho. Por isso, o entendimento da termodinâmica impulsionou 
e foi impulsionado pela 1ª Revolução Industrial, na qual, máquinas utilizavam 
calor para fornecer trabalho mecânico (as máquinas a vapor) dando origem aos 
motores e refrigeradores que conhecemos hoje. 
O calor é uma forma de energia em trânsito, que surge sempre e que existe uma 
diferença de temperatura entre as partes de um sistema. Devemos ressaltar que, 
por convenção, quando um sistema, um gás, por exemplo, recebe calor, dizemos 
que a quantidade de calor associada a esse gás é positiva (Q > 0). Já quando 
perde calor, dizemos que a quantidade de calor associada a esse gás é negativa 
(Q < 0). 
A Primeira Lei da Termodinâmica relaciona três formas de energia. Na verdade, 
ela é a expressão da conservação de energia de um sistema. Sabe-ss que, se 
um sistema se encontra isolado, a quantidade de energia total deste não varia. 
Logo, se aparece energia de alguma forma no sistema, essa energia tem que ter 
se originado nele, vindo de alguma outra parte que o compõe 
Pense, por exemplo, na tarefa de aquecer um gás. Se ele aquece, sua energia 
interna aumenta. Logo, essa energia deve ser oriunda de alguma fonte. Vimos 
que trabalho e calor são duas formas de mudarmos a energia de um sistema. Se 
um sistema recebe calor, sua energia tende a aumentar. Mas pense agora no 
papel do trabalho. Para que você, com seus músculos, realize um trabalho, é 
necessário gastar sua energia química armazenada nas células. Logo, a 
realização de trabalho tende a diminuir a energia de um sistema, “gastando-a”. 
 
OBJETIVO 
Entender aos conceitos de calor, energia interna e trabalho; aplicar conceito da 
1ª lei da termodinâmica em um sistema de estudo e mostrar a influência de um 
processo isobárico nas variáveis de temperatura e volume 
 
 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
❖ água quente 
 
❖ garrafa pet com tampa 
 
❖ água fria 
 
Inicialmente, foi colocado no copo (200 ml) de água quente dentro da garrafa 
pet, e posteriormente a mesma foi bem agitada para que a água aquecesse-a 
uniformemente. 
Após aquecer a garrafa, foi retirada toda a água e a garrafa foi fechada 
rapidamente, para evitar a transferência de calor através da boca da garrafa. 
foi colocada a garrafa submersa em um recipiente com agua fria, e observado o 
que ocorreu. 
 
 
 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Quando a garrafa foi fechada, ocorreu o isolamento do vapor-d’água, de 
temperatura maior que a do ar atmosférico, dentro da garrafa. Como o ar está 
quente internamente, a agitação das moléculas é grande e, por consequência 
dessa agitação, elas precisam de maior volume. 
Ao colocarmos a garrafa em contato com a água fria, houve troca de calor, o 
vapor interno esfriou, diminuindo a temperatura e a pressão interna. Com a 
diminuição da pressão interna, a pressão externa ficou maior, e atuou na garrafa, 
esmagando-a pelo fato de haver diferença de pressão. 
 
CONCLUSÕES 
 
REFERÊNCIAS 
GASPAR, A. Física. São Paulo, v.2, Ática, 2002. 
SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Primeira lei para processos 
isobáricos"; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-para-processos-isobaricos.htm. 
Acesso em 28 de novembro de 2021. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA PRÁTICA 3 – DILATAÇAO VOLUMÉTRICA DE FLUIDOS E 
CONVECÇÃO TÉRMICA 
 
INTRODUÇÃO 
 
Os líquidos podem sofrer dilatação térmica, assim como os sólidos, quando 
aquecidos. A dilatação dos líquidos ocorre quando sua temperatura aumenta, de 
forma que suas moléculas fiquem mais agitadas. Para determinarmos a 
dilatação do volume de um líquido, precisamos conhecer o seu coeficiente de 
dilatação volumétrica, mas, também, deve-se levar em conta a dilatação sofrida 
pelo recipiente que contém esse líquido. 
A dilatação sofrida pelos líquidos é chamada de dilatação volumétrica. Nesse 
tipo de dilatação, todas as dimensões de um corpo ou fluido, como líquidos e 
gases, sofrem aumentos significativos em resposta a um aumento de 
temperatura. Tal fenômeno surgeem razão da agitação térmica das moléculas 
do corpo: quanto maior a temperatura, maior é a amplitude da agitação dessas 
moléculas, que passam a deslocar-se em um espaço maior. 
Podemos calcular a dilatação volumétrica sofrida por um líquido por meio da 
seguinte fórmula: 
 
ΔV — variação de volume (m³) 
V0 — volume inicial (m³) 
γ — coeficiente de dilatação volumétrica (ºC-1) 
ΔT — variação de temperatura (ºC) 
A fórmula acima pode ser usada para calcular o aumento no volume (ΔV) de um 
líquido em razão de uma variação em sua temperatura (ΔT). Com algumas 
manipulações algébricas, é possível escrever a mesma fórmula anterior em um 
formato que nos permite calcularmos diretamente o volume final de um líquido 
após o seu aquecimento, confira: 
 
V — volume final do líquido 
Em ambas as fórmulas, é necessário que se conheça o quanto vale a constante 
γ, conhecida como coeficiente de dilatação volumétrica. Essa grandeza, medida 
em ºC-1(lê-se: 1 sobre graus Celsius), fornece-nos quão grande é a dilatação de 
alguma substância, para cada 1ºC de variação em sua temperatura. 
OBJETIVO 
Entender a influência da dilatação volumétrica em fluidos, aplicar o conceito de 
movimento dos fluidos e estudar a influência da temperatura na massa 
específica dos fluidos. 
MATERIAIS E MÉTODOS 
❖ Encher um copo com água e colocar o leite no outro recipiente. 
❖ Colocar o canudo dentro do recipiente e puxar o leite com a boca. 
❖ Soltar o canudinho da boca e o tapar com o dedo. 
❖ Retirar o canudo de dentro do copo tampando a sua ponta com o dedo. 
❖ Colocar o canudo com o ponta tapada dentro do copo cheio de água, 
soltar sua ponta e retirar lentamente o canudo de dentro do copo. 
❖ Acender a vela e a fixar em algum lugar. 
❖ Segurar o copo que está com água e leite e aproximar o fundo do copo 
da chama da vela. 
❖ Aguardar alguns instantes, enquanto o fundo do copo se aquece para 
vermos o resultado. 
Item Observações 
 
Um copo americano 
 
copo deve ser 
transparente 
 
Um recipiente para colocar 
o leite 
 
pode ser qualquer frasco 
ou até mesmo um copo 
 
Um canudinho de beber 
refrigerante 
 
 
de preferência 
transparente 
 
Água 
 
 
um copo de água 
 
Leite líquido 
 
que seja suficiente para 
encher o canudinho 
 
Uma vela 
 
para aquecer o copo 
 
Fósforo 
 
 
para acender a vela 
 
Tabela 1. Materiais utilizados 
 
 
 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
A ideia é mostrar que ocorre convecção em um líquido dentro de um copo 
quando ele é aquecido. Para isso coloca-se um pouco de leite no fundo de um 
copo d'água e aquece-se o fundo do copo com uma vela. Aquela porção de leite 
que está no fundo do recipiente e, consequentemente mais próximo da chama 
que o aquece, é aquecido primeiro. 
Normalmente os valores encontrados para a densidade do leite variam de 1,028 
a 1,034 g/mL, com média de 1,032 g/mL em leites de mistura (de conjunto). 
Individualmente, o leite de vaca pode variar de acordo com a sua composição. 
A densidade do leite consiste da soma das seguintes fases: gordura, extrato 
seco desengordurado (ESD) e água 
 
 
 
 
 
CONCLUSÕES 
O leite aquecido fica mais leve que uma mesma quantidade de água não 
aquecida que está acima dele. Isso faz com que a parte aquecida suba e a parte 
não aquecida desça. Como o leite contrasta com a água, então dá para ver o 
leite se movimentando junto com a água enquanto se mistura com ela. 
Observando o movimento do leite, temos uma noção de como a água sofre 
convecção enquanto é aquecida. 
REFERÊNCIAS 
HELERBROCK, Rafael. "Dilatação dos líquidos"; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-liquidos.htm. Acesso em 26 de 
novembro de 2021. 
PENNA, C. F. A. M. et al. Determinação da densidade do leite. Tecnologia de 
leite e produtos derivados. Universidade Federal de Minas Gerais, Escola de 
Veterinária. Belo Horizonte-MG, 2004. 6 p. 
PROJETO EXPERIMENTOS DE FÍSICA COM MATERIAIS DO DIA-A-DIA - 
UNESP/BAURU, disponível em: 
http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/fte06.htm, acessado em 
25/11/2021 as 11:00h