Atividade 1 Dilatômetro e Calorimetria Termodinâmica

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Atividade 1 – Laboratório Dilatômetro – Engenharia Mecânica Anhembi Morumbi
Por Ricardo Augusto de Abreu Borghi
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
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
	25,4
	0,7
	98,5
	73,1
	1,91x10ˉ³
	Latão
	25,4
	0,69
	98,5
	73,1
	1,88x10ˉ³
	Aço
	25,4
	0,39
	98,5
	73,1
	1,06x10ˉ³
Tabela 1 – Temperatura e dilatação dos corpos de prova com diferentes materiais
∆𝐿 = 𝛼. 𝐿0. ∆𝑇	(1)
2. Pesquise na internet o valor do coeficiente de dilatação de cada material e compare com o calculado. Justifique eventuais diferenças.
	 Coeficiente de dilatação:
 COBRE: 1,7x10ˉ³
 LATÃO: 2,0x10ˉ³
 AÇO: 1,1x10ˉ³
Os resultados mostram claramente que os valores se aproximaram muito dos reais coeficientes dos materiais ensaiados, as divergências mínimas se aplicam pelos desencontros de temperatura
LABORATÓRIO DE FÍSICA
DILATÔMETRO
10
ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504
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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
	25,4
	563
	98,7
	73,3
	450
	25,4
	498
	98,1
	72,7
	300
	25,4
	336
	98,4
	73
	350
	25,3
	394
	98,2
	72,9
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.
Observa-se pelo gráfico, que o coeficiente angular da reta pode ser calculado como: tgϕ = ΔL/ΔT
O coeficiente é 7,74º
Conforme é possível verificar no gráfico, a reta representa uma dilatação linear em acordo com o ponto zero.
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.”
Tal afirmação, indica que, conforma o comprimento do material vai diminuindo, sua dilatação é proporcionalmente menor conforme a variação de temperatura.
Pelo gráfico apresentado, observa-se que com o mesmo coeficiente de temperatura, obtivemos uma redução de dilatação.
Atividade 1 – Laboratório Calorimetria – Engenharia Mecânica Anhembi Morumbi
Por Ricardo Augusto de Abreu Borghi
 
 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
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.
 
	 C = 
	
	
 
	 C = 
	
LABORATÓRIO DE FÍSICA
CALORIMETRIA
 	C = 13,37340249 cal/ºC
10
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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.
 
 C = 
 C = 
 
 C = 0,4078 cal / g ºC 
 Valores encontrados na Internet:
 SUBSTÂNCIA CALOR ESPECÍFICO cal / g ºC
 Óleo 0,408
 Óleo Combustível 0,450
 Óleo de Oliva 0,400
 Óleo Lubrificante 0,400
Observando o desfecho do experimento, foi possível concluir que basicamente, calor específico, é a quantidade necessária de calor para que 1 grama de substância tenha a sua temperatura aumentada em 1 ºC
As substâncias, individualmente possuem um determinado valor de calor específico, do qual é expresso em cal/gºC, portanto, por meio do experimento foi possível encontrar o calor específico óleo (0,408 cal/gºC) e, comparado com o da água (1 cal/g ºC) (Valor standard de referência para os demais fluídos) conclui-se que a quantidade de energia necessária para aquecer o óleo é bem menor e consequentemente, se dá mais rápido, isso tudo está relacionado à densidade, viscosidade e gravidade específica do fluído.
É notório que o calor específico do óleo usado no experimento em comparação com os outros óleos, verificando seus valores disponíveis na internet, nos mostra claramente que os valores são bem próximos, o que significa que é necessário praticamente a mesma quantidade de energia para aquecer essas substâncias distintas.