Relatório prática - FENÔMENOS TERMOQUÍMICOS - Zenon Silva - 0000

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RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS 
ENSINO DIGITAL 
	
RELATÓRIO 
	
	
	DATA:
	
 08 / 08 / 2023
RELATÓRIO DE PRÁTICA 
Zenon Silva, 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS: FENÔMENOS TERMOQUÍMICOS
DADOS DO(A) ALUNO(A):
	NOME: ZENON SILVA
	MATRÍCULA: 0
	CURSO: ENG DE PRODUÇÃO
	POLO: UNIFAEL - RJ
	PROFESSOR(A) ORIENTADOR(A): PROFESSOR DR. IURY SOUSA E SILVA
ATIVIDADE PRÁTICA 1: PROCESSO TÉRMICO DO AR
ATIVIDADE PRÁTICA 2: APLICAÇÃO DA 1ª LEI DA TERMODINÂMICA EM UM
PROCESSO ISOBÁRICO
ATIVIDADE PRÁTICA 3: INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA EM DIFERENTES
PROCESSOS
ATIVIDADE PRÁTICA 4: ELETRÓLISE DA MISTURA ÁGUA E SAL
SUMÁRIO 
1 – APRESENTAÇÃO _______________________________________ 03 
2 – INTRODUÇÃO __________________________________________ 03 
3 – DESENVOLVIMENTO ____________________________________ 04	 
3.1 - Atividade Prática 1 ___________________________04 
3.2 - Atividade Prática 2 ___________________________06 
3.3 - Atividade Prática 3 ___________________________09 
3.4 - Atividade Prática 4 ___________________________13 
4 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS __________________________ 14
RELATÓRIO:
1. APRESENTAÇÃO 
A termodinâmica como disciplina é extremamente importante no cotidiano do homem moderno. É fato, que inúmeras vezes e de forma inconscientemente, o homem aplica algumas leis da termodinâmica durante realização de tarefas no seu sai a dia. Como por exemplo, quando percebemos o chá que está na xicara está muito quente e aguardarmos ele esfriar, ou seja, involuntariamente ele está utilizando/aplicando, na prática, a termodinâmica.
Diversos profissionais como os engenheiros que desempenham suas atividades em 
unidades industriais como em refinarias de gás e petróleo, a termodinâmica é 
primordial para que seja possível desenvolver processos envolvendo a transferências de energia e massa. (João Batista, 2021)
Dessa forma, nesse relatório de aulas práticas será possível entender, de forma geral, a classificação e os processos térmicos que envolvem o ar, compreender os conceitos sobre calor, energia interna e trabalho, também será possível a aplicação da primeira lei da termodinâmica e analisar a influência de um processo isobárico nas variáveis de temperatura e pressão. E, além disso, vamos perceber a influência da temperatura em diferentes processos, entender o conceito de eletroquímica sobre eletrólise e compreender a formação de uma nova substância adicionando uma corrente elétrica no experimento.
2. INTRODUÇÃO 
De acordo com TIPLER e MOSCA (2009), a termodinâmica se constituem em uma 
das bases mais importantes das engenharias, principalmente quando se estuda os 
materiais. Ou seja, diversos processos de produção e fabricação englobam a troca de energias como o calor. Então, podemos dizer que a “disciplina” termodinâmica tem como fundamento primordial o estudo dos fenômenos que envolvem a temperatura, pressão e calor, analisando e investigando as propriedades das matérias em diversas condições específicas.
Como a termodinâmica estuda variações em termos macroscópicas e microscópicas, inclusive mudanças de temperaturas e de pressão de um determinado conjunto de materiais particulados, significa que esses estudos envolvem por exemplo, alterações de estados físicos da matéria em relação ao seu estado solido para líquido ou líquido para gasoso como. (TIPLER e MOSCA, 2009)
Diante disso, o presente trabalho (relatório de prática) tem como objetivo geral criar 
um determinado estudo e diálogo em relação as atividades práticas desenvolvidas 
com a disciplina Fenômenos da Termodinâmica. Além disso, veremos alguns 
processos térmicos do ar e a aplicação da primeira lei da termodinâmica em um 
processo isobárico (se é considerado aberto ou fechado), a influência da temperatura em diferentes processos e o que ocorre em um processo de eletrólise.
3. DESENVOLVIMENTO
3.1 - ATIVIDADE PRÁTICA 1: PROCESSO TÉRMICO DO AR
Objetivo:
- Entender os processos térmicos envolvendo ar;
- Entender a classificação dos processos térmicos;
 
Essa atividade prática envolvendo processo térmico do ar tem como objetivo 
específico entender os processos térmicos envolvendo ar e a classificação dos 
processos térmicos. 
Materiais necessários: Bola de soprar (bexiga, balão de festa, balão de borracha 
de festa); garrafa de plástico (500 ml); recipiente com água fria; recipiente com 
água quente. 
Etapas Experimentais: 
· Adicionar a bola de soprar na boca da garrafa de 500 ml;
· Colocar a garrafa com a bola de soprar no recipiente com água quente e esperar pelo menos 1 min;
· Retirar a garrafa do recipiente quente;
· Colocar a garrafa com a bola de soprar no recipiente com água fria e esperar pelo menos 1 min.
Na realização dessa prática deverá ser adicionado uma bola de soprar na boca da garrafa de com capacidade de 500 ml, logo depois colocar a garrafa com a bola de soprar no recipiente com água quente e esperar pelo menos um minuto. Depois retirar a garrafa do recipiente quente e colocar a garrafa com a bola de soprar no recipiente com água fria e esperar por mais um minuto e em seguida realizar os registros.
· O que acontece quando colocamos a garrafa no recipiente com água quente e esperamos um certo tempo? 
Resposta: A bexiga encher-se. Ao receber o calor externo faz com que o recipiente esquente, e as partículas do ar dentro deste recipiente ficam mais agitadas e expande as moléculas.
· O que acontece quando colocamos a garrafa no recipiente frio depois de ser retirado do recipiente quente e esperamos um certo tempo?
Resposta: O recipiente na água fria, a bexiga vai esvaziando e murchando assim que reduz a temperatura as partículas de ar vão se esfriando, e passam se mover menos e com isso o gás se comprime as moléculas tende a se recolher e ocupar menos espaço.
· Em qual dos processos está sendo adicionado calor?
Resposta: No processo de colocar a garrafa na água quente, pois há um aumento na pressão interna, fazendo com que a bexiga se encha, pois o recipiente com água quente (vaporização) – Calor Latente.
· Em qual dos processos está sendo retirado calor? 
Resposta: Recipiente com água fria (condensação) – Calor Latente.
· Por quê?
Resposta: Porque quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, as moléculas do corpo mais quente, colidindo com as moléculas do corpo mais frio, transferem energia para este. Esse processo de condução de calor é denominado condução.
· O processo desenvolvido no experimento é classificado como isotérmico, isobárico, isovolumétrico, isoentrópico ou isoentálpico?
Resposta: O processo que ocorreu é isobárico.
· Por quê?
Resposta: Pois houve uma mudança no estado de uma certa quantidade de matéria na qual a pressão permaneceu constante, mudando suas variáveis de estado, pois a temperatura e volume se alteram.
· Apresente fotos dos dois processos
Registros Fotográficos dos Processos:
	 
	
	Foto 1 - Colocando água quente no recipiente.
	Foto 2 - Ao colocar a garrafa no recipiente em água quente, as moléculas expandiram-se e a bexiga encheu-se.
	
	Foto 3 – Ao colocar a garrafa no recipiente em água gelada, as moléculas comprimiram esvaziando a bexiga.
3.2 - ATIVIDADE PRÁTICA 2: APLICAÇÃO DA 1ª LEI DA TERMODINÂMICA EM UM PROCESSO ISOBÁRICO
Objetivo:
· Entender os conceitos de calor, energia interna e trabalho 
· Aplicar o conceito da primeira lei da termodinâmica em um sistema de estudo
· Estudar a influência de um processo isobárico nas variáveis de temperatura e pressão
Essa atividade prática envolvendo a aplicação da primeira lei da termodinâmica em um processo isobárico tem como objetivo específico entender os conceitos de calor, energia interna e trabalho, visa também aplicar o conceito da primeira lei da termodinâmica em um sistema de estudo e estudar a influência de um processo isobárico nas variáveis de temperatura e pressão.
· Materiais necessários: garrafa de plástico (500 ml) com tampa; água fervendo; recipiente com água fria; luva térmica.
Etapas Experimentais:· Adicione 250 ml da água fervente na garrafa de plástico (Atenção, é importante usar a luva para não se queimar)
· Agite a garrafa com a água fervente para homogeneizar a temperatura e o vapor de água na garrafa
· Retire a água fervente da garrafa e imediatamente tampe-a (para o experimento, o vapor de água contido na garrafa é importante para o desenvolvimento do teste)
· Adicione a garrafa de plástico fechada ao recipiente com água fria para que ele troque calor
· Deixar a garrafa plástica realmente submersa no recipiente de água fria para que a troca de calor ser efetiva
· Observar o processo que aconteceu, tirando foto do antes e o do depois da garrafa plástica
Deve-se adicionar 250 ml da água fervente na garrafa de plástico com uso de luva para não se queimar, agitar a garrafa com a água fervente para homogeneizar a temperatura e o vapor de água na garrafa; retirar a água fervente da garrafa e imediatamente tampe-a (para o experimento, o vapor de água contido na garrafa é importante para o desenvolvimento do teste), depois adicione a garrafa de plástico fechada ao recipiente com água fria para que ele troque calor, deixe a garrafa plástica realmente submersa no recipiente de água fria para que a troca de calor seja efetiva e observe o processo que aconteceu, tirando foto do antes e o do depois da garrafa plástica.
Dados para Relatório
Análise do Sistema:
· O sistema em análise é considerado aberto ou fechado?
Resposta: Fechado.
· O que aconteceu com a temperatura interna antes e depois de ter adicionado a garrafa em um recipiente com água fria?
Resposta: Esquentou uniformemente expandindo as moléculas aquecendo toda a garrafa comprimindo o volume.
· O que aconteceu com o volume da garrafa antes e depois de ter adicionado em um 
recipiente com água fria?
Resposta: 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.
· Por que o processo que aconteceu pode ser considerado isobárico?
Resposta: O processo isobárico é uma mudança no estado de uma certa quantidade de matéria na qual a pressão permanece constante. O que muda é uma ou mais de suas variáveis de estado. Se o calor é transferido para o sistema, o trabalho é feito e a energia interna do sistema também muda.
Análise do Energia do sistema:
- Calor foi adicionado ou retirado do sistema? 
Resposta: Adicionado
- O que aconteceu com a energia interna do sistema?
Resposta: A energia total do sistema sempre se mantém constante
- Houve trabalho no sistema?
Resposta: Sim
- Demonstre através da fórmula ΔU=Q-W o que aconteceu no sistema
Resposta: ΔU=Q – T= ΔT=0= ΔU=0
- Assumindo o vapor de água um gás ideal, o volume inicial ocupado pelo gás igual a 500 ml e uma temperatura de 100°C (temperatura de ebulição da ´água), mantendo a pressão atmosférica a 1 atm, e a temperatura final 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: 
V1 – 500 	V2-?
T1-100	T2-30 – São Gonçalo - RJ
P1-1		P2-1
V1/T1=V2/T2 
500/100=V2/30
100V2 = 15000 
V2=150ml
- O valor obtido do volume final calculado está de acordo com o que aconteceu com o experimento?
Resposta: Sim, no experimento o volume também diminuiu igual ao volume final obtido na questão anterior, porque temos realização de trabalho.
Registros Fotográficos dos Processos: 
	
	
	
3.3 - ATIVIDADE PRÁTICA 3: INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA EM DIFERENTES PROCESSOS
Objetivo:
Perceber a influência da temperatura em diferentes processos 
Perceber a influência da área de contato em diferentes processos
Materiais necessários:
Parte 1:
3 comprimidos de antiácido efervescente;
600 ml de água (200 ml de água fervente, 200 ml água na temperatura ambiente e 200 ml água gelada) 
3 copos transparentes
Cronômetro
Parte 2:
2 comprimidos de antiácido efervescente;
400 ml de água 
2 copos transparentes 
Cronômetro
Para a primeira parte será necessários três comprimidos de antiácido efervescente; 600 ml de água (200 ml de água fervente, 200 ml água na temperatura ambiente e 200 ml água gelada), três copos transparentes, cronômetro. 
Na segunda parte desse experimento vai ser necessário possuir dois comprimidos de antiácido efervescente, 400 ml de água, dois copos transparentes e cronômetro.
Etapas Experimentais
Parte 1:
Pegar 3 diferentes copos a água em diferentes temperaturas (gelada, ambiente e quente)
Anote a massa do efervescente
Colocar 1 comprimido de efervescente em cada copo
Anotar o tempo que cada comprimido se dissolve
Parte 2:
Pegar 2 efervescentes
Anote a massa do efervescente
Triture um dos comprimidos
Colocar em um dos copos o comprimido sem ser triturado e no outro o comprimido triturado na mesma temperatura
Anotar o tempo que cada comprimido se dissolve 
No primeiro experimento deve-se pegar três diferentes copos a água em diferentes temperaturas (gelada, ambiente e quente), anotar a massa do efervescente, depois colocar um comprimido de efervescente em cada copo e anotar o tempo que cada comprimido se dissolve.
 
Já na segunda parte do experimento pegar dois comprimidos efervescentes, anotar a massa do efervescente, depois triturar um dos comprimidos e colocar em um dos copos o comprimido sem ser triturado e no outro o comprimido triturado na mesma temperatura, logo em seguida anotar o tempo que cada comprimido se dissolve.
Dados para Relatório
· O que você conclui sobre a influência de temperatura no processo do efervescente? E da área de contato? 
· Apresente a taxa de consumo do efervescente por tempo (grama/tempo de consumo) nas três condições de temperatura e nas condições de triturado/não triturado na unidade de g/s. Exemplo: massa do efervescente em gramas/tempo que levou para ser consumido em segundos 
(Vitamina C) – Efervescentes. 
(QUENTE)
Tempo para dissolver 45s – Inteiro.
Tempo para dissolver 26s – Triturado. 
(AMBIENTE)
Tempo para dissolver 1m18s – Inteiro. 
Tempo para dissolver 52s – Triturado. 
(FRIA)
Tempo para dissolver 3m10s – Inteiro 
Tempo para dissolver 2m33s – Triturado.
Conclusão: Se o volume dos líquidos alterarem o tempo altera também. Massa do Efervescente 1g / 200ml de água (Quente / ambiente e fria).
Os tempos encontrados nos experimentos foram convertidos para segundos. 
TQ = Temperatura Quente / TA = Temperatura Ambiente / TF = Temperatura Fria
𝟏TQ=
𝟒𝟓 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟐𝟐 𝒈/𝒔 – Inteiro
𝟏TQ=
𝟐𝟔 = 𝟎, 𝟎𝟑𝟖𝟒 𝒈/𝒔 – Triturado
 
 
 
 
TA= 𝟏
= 𝟎, 𝟎𝟏𝟐𝟖 𝒈/𝒔 – Inteiro
= 𝟎, 𝟎𝟏𝟗𝟐 𝒈/𝒔 – Triturado
𝟕𝟖
TA= 𝟏
𝟓𝟐
TF= 𝟏
= 𝟎, 𝟎𝟎𝟓𝟐 𝒈/𝒔 − 𝑰𝒏𝒕𝒆𝒊𝒓𝒐
𝟏𝟗𝟎
TF= 𝟏
= 𝟎, 𝟎𝟎𝟔𝟓 𝒈/𝒔 − 𝑻𝒓𝒊𝒕𝒖𝒓𝒂𝒅𝒐
𝟏𝟓𝟑
𝑻𝒒𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆 / 𝒂𝒎𝒃𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 / 𝒇𝒓𝒊𝒂 = 𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 = (resposta tempo versus temperatura).𝒕𝒆𝒎𝒑𝒐
Conclusão – Quanto maior o contato da área maior a quebra da molécula é mais acelerada fica a dissolução. Temperatura fria influência no desprendimento das moléculas o processo é muito mais lento que os dois anteriores.
	Experimentos
	Estado /Água
	Minutos
	Segundos
	Total/s
	Massa/G
	Dissolução
	
	Inteiro
	Quente
	0
	45
	45
	1
	0,022222222
	
	Triturado
	
	0
	26
	26
	1
	0,038461538
	
	Inteiro
	Ambiente
	1
	18
	78
	1
	0,012820513
	 Descrescente
	Triturado
	
	0
	52
	52
	1
	0,019230769
	
	Inteiro
	Fria
	3
	10
	190
	1
	0,005263158
	
	Triturado
	
	2
	33
	153
	1
	0,006535948
	
Tabela 1: Resultado da Taxa de Consumo de ambas as situações (Inteiro e Triturado)
· Apresente A Taxa de consumo por tempo versus temperatura. Os valores são decrescentes ou crescentes?
Registros Fotográficos dos Processos: 
	
3.4 - ATIVIDADE PRÁTICA 4: ELETRÓLISE DA MISTURA ÁGUA E SAL
Objetivo:
Entender o conceito de eletroquímica sobre eletrólise
Compreender a formação de uma nova substância adicionando corrente elétrica
Essa atividade práticatem como objetivo entender o conceito de eletroquímica sobre eletrólise e compreender a formação de uma nova substância adicionando corrente elétrica
Materiais necessários: será necessária uma pilha nova, um copo com 300 ml de água, uma colher de chá e sal de cozinha.
Etapas Experimentais:
Adicionar 1 colher de chá de sal de cozinha aos 300 ml de água
Adicionar a pilha nova na mistura de água e sal
Esperar 5 minutos
Dados para Relatório
· Qual a diferença entre uma pilha e o processo de eletrólise?
Resposta: Uma pilha é um sistema eletroquímico espontâneo que gera energia elétrica a partir de energia química. A eletrólise, porém, é exatamente o contrário da pilha, pois se trata de um processo não espontâneo que converte a energia elétrica em energia química.
· Quais as reações que ocorreram nesse processo?
Resposta: Durante a eletrólise, um cátion sofre redução no cátodo, e um ânion sofre oxidação no ânodo. Isso acontece por meio da descarga elétrica fornecida por uma fonte externa. Assim, temos na eletrólise uma reação de oxidação e redução não espontâneas.
· Qual é o gás formado?
Resposta: Gases do cloro, hidrogênio e soda cáustica.
· Apresente fotos do experimento
Registros Fotográficos dos Processos: 
	
Eletrólise Da Mistura Água E Sal
	
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
· ATKINS, P. W.; DE PAULA, J. Físico-química. 6. ed. v. 1. Rio de Janeiro: LTC, 1999.
· ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. 
· BARRETO, M. Física: Newton para o ensino médio. Campinas: Papirus, 2002.
· BESSLER, K. E.; FINAGEIV, A. V. N. Química em tubos de ensaio: uma abordagem para principiantes. 3. ed. São Paulo: Blucher, 2018.
· BORGNAKKE, C.; SONNTAG, R. E. Fundamentals of thermodynamics. 8 ed. Nova 
· Jersey: John Wiley and Sons, 2013.
· BROWN, T. L. et al. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2002. 
· MAHAN, B. M.; MYERS, R. J. Química: um curso universitário. São Paulo: Blucher, 2002. 
· TIPLER, Paul; GENE, Mosca. Física para Cientistas e Engenheiros: mecânica, oscilações e ondas, termodinâmica. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009. 788 p. Vol.1.
· BRASIL, Escola. Processos de propagação de Calor. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/processo-propagacao-calor.htm