Relatório Equação termométrica- final edition

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Equação termométrica
E.M.B. de Souza
Centro Universitário Uninter
Pap- Polo Piracicaba – CEP13400-290 Rua Voluntários de Piracicaba, 728- Centro – Brasil 
E-mail: lainemi42@gmail.com
Resumo. Experimento para determinar a temperatura aferida em termoscópio (termômetro sem escala) tendo como referência apenas marcação de ponto de gelo e ponto de vapor. Utilizando um termômetro a álcool a fim de comparar os resultados através do Teorema de Tales como importante ferramenta para precisar a acuracidade do equipamento. Serão medidos em três diferentes situações: temperatura ambiente, água com gelo e vapor.
Palavras-chave: termômetro, termoscópio, teorema de Tales.
Introdução
 Temperatura é uma grandeza macroscópica que está relacionada com o estado microscópico do corpo. Quando a temperatura de um corpo varia, algumas outras grandezas físicas também podem se alterar, como, por exemplo, sua cor, volume, resistência elétrica, etc. 
Temperatura e calor podem ser facilmente confundidos, porém para a física, esses dois termos possuem definições completamente diferentes. A temperatura é definida em termos de medição enquanto calor é a transferência de energia provocada pelas variações de temperatura.
Para determinar se um corpo está ‘quente’ ou ‘frio’ é necessário se construir uma escala. Utilizamos um sistema que dependa deste fato de o corpo estar frio ou quente. Quando o sistema é aquecido o líquido utilizado (seja mercúrio ou etanol) se expande e sobe no tubo e o valor da coluna cresce.
Para medir esta temperatura ‘x’ o termômetro é colocado em contato com o corpo até atingir o equilíbrio térmico, ou seja, quando ambos igualarem suas temperaturas, estabilizando a troca de calor que ocorreu entre eles. 
 Neste experimento iremos comparar um termoscópio com um termômetro (de escala conhecida) e com ele estabelecer a equação termométrica.
Objetivo
• Associar as medidas de propriedades termométricas à valores de temperatura; 
• Construir escalas de temperatura a partir de pontos fixos determinados; 
• Relacionar matematicamente escalas de temperatura, duas a duas, para fim de comparação.
 Materiais necessários
· Béquer de vidro de 250 mL; 
· Termômetro sem escala (termoscópio);
· Termômetro a álcool;
· Bico de Bunsen;
· Altímetro;
· Régua milimétrica;
· Pisseta com água; 
· Cubos de gelo; 
· Caneta.
Procedimento experimental
Inicialmente foi acessado o Laboratório Virtual Algetec, plataforma que nos permitiu realizar o experimento.
Dispondo de avental e luvas mediu-se a temperatura ambiente, colocando o termoscópio ao lado da régua, com o bulbo voltado para o início da escala da régua e marcou-se com a caneta a altura da coluna líquida. 
De acordo com a escala da régua milimétrica mediu-se a altura h1, da parte superior do bulbo até a primeira marcação feita no termoscópio. 
O mesmo procedimento foi realizado com o termômetro a álcool para medir a temperatura ambiente. Logo de início foi utilizado o altímetro para encontrar a altitude do ambiente onde o experimento estava sendo realizado.
Como segundo passo, foi inserido o bulbo do termoscópio no banho de gelo e aguardou-se alguns segundos (dado a possibilidade de configurar o tempo) até verificar que a coluna de líquido estabilizou (equilíbrio térmico). Em seguida, retirou-se o termoscópio e delimitou-se com a caneta a altura da coluna líquida (h2) paralelamente à régua. 
 De igual maneira utilizou-se o termômetro a álcool para medir a temperatura do ponto do gelo.
Com auxílio de uma pisseta foi adicionado aproximadamente 50 mL da água contida no béquer. Em seguida levou-se o béquer ao sistema de aquecimento, monitorando até a água entrar em ebulição.
Colocou-se o bulbo do termoscópio sob o vapor da água em ebulição, e aguardou-se o equilíbrio térmico, monitorando cautelosamente. Retirou-se o termoscópio do vapor e marcando-se a altura da coluna dentro do termoscópio (h3). 
Por fim colocou-se o termômetro sobre o béquer. Uma vez ajustada a velocidade do tempo acompanhou-se o termômetro para visualizar sua escala graduada até estabilizar a temperatura. 
Todos os dados coletados foram preenchidos na tabela a seguir.
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
	9,7
	Ambiente
	27
	13,6
	Ponto do vapor
	99
	24,2
 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. 
Observou-se que as marcas pré-estabelecidas correspondiam a PG=9,5 e PE=24cm, bem próximas as obtidas pelo experimento. Considerando que a referência do ponto de vapor do termômetro foi de 99°C e a uma altitude de 348,7m do nível do mar, não seriam valores milimetricamente precisos, ainda assim dentro de uma margem de erro mínima. 
3. Construa um gráfico da temperatura (°C) em função da altura (h) e utilizando o teorema de Tales obtenha a equação termométrica. Determine o coeficiente linear e angular da equação que representa essa relação. 
Um= 6,87 . h - 66,69
Ta= 6,87 . 13,6 - 66,69
Ta= 93,43 – 66,69
Ta= 26,74°C (temperatura ambiente do termoscópio)
Substituiu-se o valor de h para 13,6cm da altura da coluna do termoscópio para desta forma encontrarmos seu equivalente da temperatura ambiente.
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.
Realizei esse teste em dois momentos, com a temperatura ambiente e ao ferver a água e sobrepor o bulbo na água quente, pois não é possível inseri-lo no bécker para estar em contato direto com a água.
Observei que quase não houve diferença para a temperatura ambiente, visto que a temperatura ambiente do termômetro foi de 27°C, enquanto da água quente foi de 27,8°C. Repetiu-se várias vezes o teste e o termoscópio não apresentou variação na coluna para este passo.
Considerando-se o resultado do primeiro experimento, de acordo com o termômetro a álcool, a temperatura ambiente era de 27°C, e com o cálculo do Teorema de Tales, obteve-se o resultado de 26,74°C para a altura da coluna do termoscópio. 
O experimento foi realizado pelo aluno em um ambiente virtual, o que pode ocorrer discrepâncias, o tempo foi contabilizado pelo ajuste de 5 vezes mais para acelerar o processo, observando-se pela estabilização da temperatura.
Evidência fotográfica do experimento
 Fig.1: Temperatura de gelo- termômetro
 Fig.2: Temperatura de gelo- termoscópio
 Fig.3: Temperatura ambiente- termômetro
 Fig.4: Temperatura ambiente- termoscópio
 Fig.5: Temperatura vapor- termômetro
 Fig.6: Temperatura ambiente- termoscópio
Conclusão
De acordo com o que aprendemos nessa primeira aula “O calor flui de forma espontânea de um corpo de maior temperatura para outro corpo de menor temperatura.” através de um experimento simples e objetivo podemos aprender na prática sobre equilíbrio térmico. Como se mede, com base em que se determina a escala de temperatura de diferentes ‘corpos’ e estados da matéria.
Após essa discussão voltamos à pauta: O que é o calor? De acordo com Mayer é a consequência do movimento de partículas que compõem a matéria. Pode ser definido como a transferência de energiaentre corpos devido à diferença de temperatura entre eles.
Um instrumento de medição, previamente definido por uma escala Celsius utilizado como referência para encontrar seu equivalente em um instrumento análogo chamado termoscópio, isto é, sem escala. O primeiro, à alcool, “aumenta” ou “diminui” a temperatura de acordo com o deslocamento do líquido pelo aquecimento ou retração em temperaturas abaixo da do ambiente, sendo mais preciso e leitura instantânea. O termoscópio, avalia as variações de temperatura, sendo mais restrito.
A lei de conservação de energia nos mostra que o calor não aumenta nem diminui, apenas muda de forma.
Referências
[1] Young, Hugh D. Física II: Termodinâmica e Ondas / Young e Freedman ; [colaborador A. Lewis Ford]; tradução Cláudia Santana Martins; revisão técnica Adir Moysés Luiz – 12.ed. - São Paulo: Addison Wesley, 2008.
[2] OLIVEIRA, Ivânia de. LEIS DA CONSERVAÇÃO CALOR E A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA 
Disponível em: <https://propg.ufabc.edu.br/mnpef-sites/leis-de-conservacao/> Acesso em: 19 out. 2022.
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