ATIVIDADE 3 - EX 1 - Dilatometro RelatorioUnid3_20220210101112

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AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS – DILATÔMETRO
PARTE I - DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE DILATAÇÃO 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
	25,
	61
	97,1
	72,3,
	1,6 x 10-5
	Latão
	
	69
	
	
	1,9 x 10-5
	Aço
	
	40
	
	
	1,1 x 10-5
Tabela 1 – Temperatura e dilatação dos corpos de prova com diferentes materiais
∆𝐿 = 𝛼. 𝐿0. ∆𝑇 (1)
	Cobre
	Latão
	Aço
	∆𝐿 = 𝛼. 𝐿0. ∆𝑇
0,61 = 𝛼. 500. 72,3
0,61 = 𝛼. 36150
𝛼 = 0,61 / 36750
 𝛼 = 1,6 x 10-5
	∆𝐿 = 𝛼. 𝐿0. ∆𝑇
0,69 = 𝛼. 500. 72,3
0,69 = 𝛼. 36150
𝛼 = 0,69 / 36750
 𝛼 = 1,9 x 10-5
	∆𝐿 = 𝛼. 𝐿0. ∆𝑇
40 = 𝛼. 500. 73,5
40 = 𝛼. 36750
𝛼 = 40 / 36750
 𝛼 = 1,1 x 10-5
2. Pesquise na internet o valor do coeficiente de dilatação de cada material e compare com o calculado. Justifique eventuais diferenças.
Resposta: Encontrado para Cobre 1,7 x 10-5, para o Latão 1,8 x 10-5 e para o Aço 1,2 x 10-5. Aparentemente nosso experimento está dentro das normalidades, essas eventuais diferenças correspondem a uma somatória de possíveis erros (por exemplo: a aferição do relógio comparador, o ajuste perfeito do ponto 0 do relógio antes do aquecimento, arredondamentos nas equações ou até mesmo os materiais com uma pequena variação em sua composição)
 (
10
)
PARTE II: VARIAÇÃO NO COMPRIMENTO FINAL DE UM TUBO METÁLICO EM FUNÇÃO 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
	24,8
	0,61
	97,1
	72,3
	450
	
	0,50
	
	
	350
	
	0,42
	
	
	300
	
	0,36
	
	
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.
Resposta: Pontos considerado s (A=300) e (B=500) 
𝑀 = = 1,66 (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.”
Resposta: A afirmação corresponde claramente o experimento, quanto maior o comprimento da barra no mesmo tipo de material, maior a dilatação, e quanto menor o comprimento da barra menor a dilatação.
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS – CALIROMETRIA
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.
	Fluído
	Água
	C = m1c (T1 – Tf)
 (Tf - Tc)
C = 96,59 . 1 (82,0 – 75,1)
 (75,1 – 25,5)
C = 666.471
 49.6
C = 13,43 cal/°C
	Tc (°C)
	25,5
	
	m1 (g)
	96,59
	
	c
	1
	
	T1 (°C)
	82,0
	
	Tf (°C)
	75,1
	Resposta: A capacidade térmica do calorímetro é igual a: 
C = 13,43 ca./°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.
	Fluído
	Óleo
	c = C (Tf – Tc)
 m1 (T1 – Tf)
c = . 13,43 (68,9 – 25,5)
 89,92 (85,4 – 68,9)
c = 582.862
 1483.68
c = 0,393 cal/°C
	Resposta: O calor específico do óleo é igual c = 0,393 cal/ºC, ocorreu uma pequena diferença comparado com valores de calor específico de óleos vegetais encontrados na internet, possívelmente ocasionado pela quantidade ou densidade do material utilizado no experimento.
	Tc (°C)
	25,5
	
	
	m1 (g)
	89,92
	
	
	c
	1
	
	
	T1 (°C)
	85,4
	
	
	Tf (°C)
	68,9
	Link: https://www.materiais.gelsonluz.com/2018/09/calor-especifico-do-oleo.html
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS – CALOR ESPECÍFICO DE SÓLIDOS
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
	93,79
	286,42
	26,0
	89,0
	40,0
	Alumínio
	
	98,93
	
	91,4
	40,4
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
	Alumínio
	Cferro : Q = mc∆T
286,42c(89-40) = 93,79 1 (40-26)
14034.58c = 1313.06
c = 1313.06
 14034.58
c = 0,09 cal / °C
	CAlumínio : Q = mc∆T
98,93c(91,4-40,4) = 93,79 1 (40,4-26)
5945.43c = 1350.576
c = 1350.576
 5945.43
c = 0,23 cal / °C
3. Compare os valores de calor específico obtidos no experimento com os tabelados. Qual foi a porcentagem de erro? (𝑐𝐴𝑙𝑢𝑚í𝑛𝑖𝑜 = 0,22 e 𝑐𝐹𝑒𝑟𝑟𝑜 = 0,11 ).
	Ferro
	Alumínio
	R1: Calor específico do ferro no experimento = 0,09 cal/ºC. 
Calor específico do ferro conforme tabela do sumario téorico = 0,11 cal/ºC. 
Percentual de erro 𝑐𝐹𝑒𝑟𝑟𝑜 ≅ 18,2%. 
	R2: Calor específico do alumínio no experimento = 0,23 cal/ºC. 
Calor específico do alumínio conforme tabela do sumario téorico = 0,22 cal/ºC. 
Percentual de erro 𝑐alumínio ≅ 4.5%.
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS – EQUAÇÃO TÉRMICA
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
	0,0
	9,5
	Ambiente
	27,0
	13,5
	Ponto do vapor
	99,0
	24,0
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.
Resposta: Foi verificado que as marcações feitas nos termometros não coincidem, por causa da pressão atmosférica.
    !      %  "  "    !
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É provavel, que durante a fabricação do termoscópio o local de fabricação se situasse em local onde a pressão atmosférica fosse maior do que a do laboratório, fazendo com que houvesse uma diferença na leitura, apresentação dos dados e considerada os dados do altímetro. 
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.
Resposta: Coeficiente Linear: 9,48 
Coeficiente Angular: 0,146
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 equaçãoe através do termômetro. Caso exista diferença entre esses valores, identifique as possíveis fontes para essa discrepância.
	Resposta
	Termômetro de álcool
Temperatura de gelo: 0°
Temperatura ambiente: 28 °C
Temperatura ambiente de vapor: 99 °C
Temperatura de vapor encontrado no termômetro comparado com altura utilizada 52,5: °C
	Termoscópio 
Altura do gelo: 9,5 cm
Altura inicial: 13,5 cm
Altura utilizada: 17,4 cm
Tempertatura encontrada no termoscópio: 53,9°
	
	A pequena variação pode ter ocorrido pela leitura das medidas que não são exatas, o desvio foi muito baixo para se considerar um erro.
0	27.5	99	9.5	13.5	24	Temperatura indicada no termômetro
Altura da Coluna Liquida
Relação entre o Comprimento ∆L x comprimento inicial L0
500	450	350	300	0.61	0.5	0.42	0.36	L0
∆L