728644468-Relatorio-pratica-FENOMENOS-TERMOQUIMICOS

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RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS 
ENSINO DIGITAL 
	
RELATÓRIO 
	
	
	DATA:
__10____/___03__/_24_____
RELATÓRIO DE PRÁTICA 
Jefferson de Marins Alves, MAT.47039970
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS: FENÔMENOS TERMOQUÍMICOS
DADOS DO(A) ALUNO(A):
	NOME: Jefferson de Marins Alves
	MATRÍCULA: 47039970
	CURSO: Eng Civil
	POLO:
	PROFESSOR(A) ORIENTADOR(A): Iury Sousa e Silva
	ORIENTAÇÕES GERAIS: 
· O relatório deve ser elaborado individualmente e deve ser escrito de forma clara e
· concisa;
· O relatório deve conter apenas 01 (uma) lauda por tema;
· Fonte: Arial ou Times New Roman (Normal e Justificado);
· Tamanho: 12;
Margens: Superior 3 cm; Inferior: 2 cm; Esquerda: 3 cm; Direita: 2 cm;
· Espaçamento entre linhas: simples;
· Título: Arial ou Times New Roman (Negrito e Centralizado). 
Atenção: desenvolva as respostas de maneira resumida, mas garanta que todo o conteúdo necessário foi abordado. Para essa atividade é obrigatório a indicação de referência bibliográfica. 
É OBRIGATÓRIO FOTOS DE TODOS OS EXPERIMENTOS.
RELATÓRIO:
ATIVIDADE PRÁTICA 1: PROCESSO TÉRMICO DO AR 
· O que acontece quando colocamos a garrafa no recipiente com água quente e esperamos um certo tempo?
1. O ar dentro da garrafa aquece e se expande devido ao aumento de temperatura. Isso significa que as moléculas de ar estão se movendo mais rapidamente e ocupando mais espaço dentro da garrafa.
2. Como resultado da expansão do ar, a bola de soprar também infla. Isso ocorre porque o ar dentro da garrafa exerce pressão sobre a bola de soprar, fazendo com que ela se estique e aumente de volume para acomodar o ar extra.
3. A pressão dentro da garrafa também aumenta devido à expansão do ar. Isso pode ser sentido quando se aperta a garrafa, pois ela parece mais rígida devido à pressão interna aumentada.
4. A temperatura da garrafa como um todo aumenta devido à transferência de calor da água quente para a garrafa e seu conteúdo de ar.
Essas são algumas das mudanças que ocorrem quando a garrafa com a bola de soprar é colocada no recipiente com água quente e aguarda-se um certo tempo.
· O que acontece quando colocamos a garrafa no recipiente frio depois de ser retirado do recipiente quente e esperamos um certo tempo?
1. O ar dentro da garrafa começa a esfriar e, consequentemente, a se contrair. Isso ocorre porque as moléculas de ar perdem energia térmica e se movem mais lentamente, ocupando menos espaço.
2. Como resultado da contração do ar, a bola de soprar também se contrai. A pressão interna diminui à medida que o ar esfria e reduz o volume ocupado dentro da garrafa.
3. A garrafa como um todo também começa a esfriar devido à transferência de calor da água fria para a garrafa e seu conteúdo de ar. Isso pode ser observado pelo toque, pois a garrafa fica mais fria.
4. A pressão dentro da garrafa diminui à medida que o ar se contrai. Isso pode ser sentido ao apertar a garrafa, pois ela parece menos rígida devido à pressão interna reduzida.
Essas são algumas das mudanças que ocorrem quando a garrafa com a bola de soprar é colocada no recipiente com água fria após ter sido retirada do recipiente quente e aguarda-se um certo tempo.
· Em qual dos processos está sendo adicionado calor? Em qual dos processos está sendo retirado calor? Por quê?
No processo em que a garrafa com a bola de soprar é colocada no recipiente com água quente, calor está sendo adicionado. Isso ocorre porque a água quente transfere calor para o ar dentro da garrafa e para a própria garrafa, aumentando assim a temperatura do sistema.
Por outro lado, no processo em que a garrafa com a bola de soprar é colocada no recipiente com água fria, calor está sendo retirado. Isso ocorre porque a água fria retira calor do ar dentro da garrafa e da garrafa em si, diminuindo a temperatura do sistema.
Essas mudanças ocorrem de acordo com as leis da termodinâmica, que indicam que o calor flui naturalmente de uma região de alta temperatura para uma região de baixa temperatura, buscando o equilíbrio térmico.
· O processo desenvolvido no experimento é classificado como isotérmico, isobárico, isovolumétrico, isoentrópico ou isoentálpico? Por quê?
O processo desenvolvido no experimento pode ser classificado como um processo isotérmico.
Um processo isotérmico ocorre quando a temperatura do sistema permanece constante ao longo do processo. No caso do experimento, quando a garrafa com a bola de soprar é colocada no recipiente com água quente, e depois quando é colocada no recipiente com água fria, a temperatura do sistema permanece relativamente constante.
Durante a primeira etapa do experimento, a temperatura do ar dentro da garrafa e da garrafa em si aumenta à medida que absorve calor da água quente. No entanto, como a garrafa está em contato direto com a água quente, a transferência de calor é eficiente e a temperatura do sistema permanece mais ou menos constante.
Da mesma forma, na segunda etapa do experimento, quando a garrafa com a bola de soprar é colocada no recipiente com água fria, a temperatura do ar dentro da garrafa e da garrafa em si diminui à medida que perde calor para a água fria. Novamente, a transferência de calor é eficiente devido ao contato direto com a água fria, mantendo a temperatura do sistema relativamente constante.
Portanto, devido à manutenção da temperatura do sistema ao longo do processo, o experimento pode ser classificado como isotérmico.
· Apresente fotos do experimento.
ATIVIDADE PRÁTICA 2: APLICAÇÃO DA 1ª LEI DA TERMODINÂMICA EM UM PROCESSO ISOBÁRICO
Análise do Sistema:
· O sistema em análise é considerado aberto ou fechado?
O sistema em análise neste experimento pode ser considerado fechado. Isso porque a garrafa de plástico está fechada após a adição da água fervente e não há troca de massa com o ambiente externo. Embora haja troca de calor entre a água dentro da garrafa e a água no recipiente externo, a quantidade de massa permanece constante dentro da garrafa durante o experimento. Portanto, o sistema pode ser tratado como fechado para os propósitos deste experimento.
· O que aconteceu com a temperatura interna antes e depois de ter adicionado a garrafa em um recipiente com água fria?
Antes de adicionar a garrafa ao recipiente com água fria, a temperatura interna da água na garrafa estava elevada devido à adição da água fervente. Após adicionar a garrafa ao recipiente com água fria, ocorre uma transferência de calor do sistema (água dentro da garrafa) para o ambiente (água fria). Isso faz com que a temperatura interna da água na garrafa diminua gradualmente.
Portanto, a temperatura interna da água na garrafa diminuiu após ter sido adicionada ao recipiente com água fria. Este processo ilustra a transferência de calor do sistema para o ambiente até que o equilíbrio térmico seja alcançado entre a água na garrafa e a água no recipiente externo.
· O que aconteceu com o volume da garrafa antes e depois de ter adicionado em um 
recipiente com água fria?
Antes de adicionar a garrafa ao recipiente com água fria, o volume da garrafa permaneceu constante. No entanto, após adicionar a garrafa ao recipiente com água fria, pode ocorrer uma mudança no volume da garrafa devido à variação de temperatura.
Quando a garrafa é exposta à água fria, a temperatura da água dentro da garrafa diminui, causando uma contração térmica. Isso pode resultar em uma redução do volume da água dentro da garrafa e, portanto, em uma redução no volume total ocupado pela água e pelo vapor de água dentro da garrafa.
Portanto, após adicionar a garrafa ao recipiente com água fria, é possível que o volume total da garrafa diminua devido à contração térmica da água e do vapor de água dentro dela.
· Por que o processo que aconteceu pode ser considerado isobárico?
O processo pode ser considerado isobárico porque a pressão dentro da garrafa permanece relativamente constante durante a troca de calor com o ambiente externo. Isso ocorre porque a garrafa está fechada e não permite trocas demassa com o ambiente, incluindo o ar. Como resultado, a pressão dentro da garrafa não sofre mudanças significativas ao longo do processo.
Embora a temperatura interna da água dentro da garrafa diminua à medida que ocorre a transferência de calor com a água fria no recipiente externo, a pressão interna da garrafa permanece praticamente constante devido à rigidez da garrafa e ao fato de que não há variações significativas no volume interno.
Portanto, devido à pressão interna constante durante a troca de calor, o processo pode ser considerado isobárico, onde "iso" significa igual e "barico" se refere à pressão. Isso contrasta com um processo isovolumétrico (ou isocórico), no qual o volume é mantido constante, ou um processo isotérmico, onde a temperatura é mantida constante.
Análise do Energia do sistema:
· Calor foi adicionado ou retirado do sistema? 
No experimento descrito, calor foi retirado do sistema. Inicialmente, o sistema consistia na água fervente dentro da garrafa de plástico. Quando essa garrafa foi colocada em um recipiente com água fria, houve uma transferência de calor do sistema (água dentro da garrafa) para o ambiente externo (água fria no recipiente). Isso resultou em uma diminuição da temperatura interna da água dentro da garrafa.
A água fervente inicialmente continha uma quantidade significativa de energia térmica devido à sua temperatura alta. Ao entrar em contato com a água fria no recipiente, parte dessa energia térmica foi transferida para a água fria, fazendo com que a temperatura da água dentro da garrafa diminuísse.
Portanto, neste processo, o sistema perdeu calor para o ambiente externo, resultando em uma diminuição da temperatura interna da água dentro da garrafa.
· O que aconteceu com a energia interna do sistema?
A energia interna do sistema diminuiu. Inicialmente, o sistema consistia na água fervente dentro da garrafa de plástico, que tinha uma alta temperatura e, portanto, uma energia interna elevada. Quando a garrafa foi colocada em um recipiente com água fria, ocorreu uma transferência de calor do sistema (água dentro da garrafa) para o ambiente externo (água fria no recipiente), como discutido anteriormente.
Essa transferência de calor resultou em uma diminuição da temperatura interna da água dentro da garrafa. Como a energia interna de um sistema está diretamente relacionada à sua temperatura, a diminuição da temperatura da água dentro da garrafa indica uma diminuição na energia interna do sistema.
Portanto, a energia interna do sistema diminuiu à medida que o calor foi transferido para o ambiente externo, resultando em uma redução na temperatura da água dentro da garrafa.
· Houve trabalho no sistema?
No contexto deste experimento, não houve trabalho realizado pelo sistema. Trabalho, em termos de termodinâmica, refere-se à energia transferida para ou do sistema como resultado de uma força agindo ao longo de uma distância. No entanto, no caso deste experimento, não há forças externas atuando sobre a garrafa de plástico que poderiam resultar em trabalho.
A transferência de calor que ocorreu entre a água dentro da garrafa e a água no recipiente externo é o principal processo em jogo aqui. Como a garrafa está fechada e não há expansão ou compressão significativa do sistema, não há trabalho realizado pela água dentro da garrafa ou pelo vapor de água contido nela.
Portanto, embora o calor seja transferido entre o sistema (água dentro da garrafa) e o ambiente externo (água fria no recipiente), não há trabalho realizado pelo sistema durante este processo específico.
· Demonstre através da fórmula ΔU=Q-W o que aconteceu no sistema
Claro, vamos usar a primeira lei da termodinâmica para analisar o que aconteceu no sistema.
A primeira lei da termodinâmica é expressa pela equação:
\Delta U = Q - W 
Onde:
- Delta U é a variação da energia interna do sistema,
- Q é o calor adicionado ou retirado do sistema, e
- W é o trabalho realizado pelo sistema ou sobre o sistema.
Neste experimento:
- Como o sistema perdeu calor para o ambiente externo (a água fria), (Q) será negativo.
- Como não houve trabalho realizado pelo sistema, (W) é igual a zero.
Portanto, a variação da energia interna do sistema (Delta U) será igual a (Q) (negativo, indicando a perda de calor):
Delta U = Q - W
Delta U = Q - 0
Delta U = Q 
Isso significa que a variação da energia interna do sistema (\( \Delta U \)) é igual ao calor retirado do sistema Q . Portanto, a energia interna do sistema diminuiu devido à perda de calor para o ambiente externo.
· 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;
· O valor obtido do volume final calculado está de acordo com o que aconteceu com o experimento?
O valor calculado para o volume final é uma estimativa com base nas condições fornecidas e na suposição de que o vapor de água se comporta como um gás ideal. No entanto, na prática, podem haver outros fatores que influenciam o volume final observado no experimento.
O experimento envolveu resfriar a garrafa de plástico com água fervente em um recipiente com água fria. Durante esse processo, a água dentro da garrafa e o vapor de água contido podem sofrer mudanças no volume devido a efeitos como contração térmica e condensação do vapor de água.
Portanto, embora o cálculo teórico forneça uma estimativa do volume final com base nas condições iniciais e nas leis dos gases ideais, a observação experimental pode ser influenciada por outros fatores e pode não corresponder exatamente ao valor calculado. Para confirmar a precisão do cálculo, seria necessário comparar o valor teórico com os resultados observados experimentalmente.
· Apresente fotos do experimento.
ATIVIDADE PRÁTICA 3: INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA EM DIFERENTES PROCESSOS
· O que você conclui sobre a influência de temperatura no processo do efervescente? E da área de contato?
Com base nos resultados do experimento, é provável que você observe o seguinte:
Influência da temperatura:
- Os comprimidos de antiácido efervescente provavelmente se dissolverão mais rapidamente em água quente do que em água em temperatura ambiente ou gelada.
- Isso ocorre porque o aumento da temperatura aumenta a energia cinética das moléculas de água, o que leva a uma maior taxa de colisões eficazes entre as moléculas de água e as partículas do comprimido. Como resultado, as moléculas do comprimido são dispersas na água mais rapidamente em temperaturas mais altas.
Influência da área de contato:
- Os comprimidos triturados provavelmente se dissolverão mais rapidamente do que os comprimidos inteiros.
- Isso ocorre porque a área de contato entre as partículas do comprimido e a água é maior quando o comprimido é triturado, permitindo que a água penetre e dissolva o comprimido mais eficientemente. Como resultado, a dissolução é acelerada quando a área de contato é aumentada.
Essas conclusões indicam que tanto a temperatura quanto a área de contato têm um papel significativo na velocidade de dissolução dos comprimidos de antiácido efervescente. Aumentar a temperatura e aumentar a área de contato geralmente resultam em uma dissolução mais rápida dos comprimidos.
· 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 
Para calcular a taxa de consumo do efervescente por tempo, você pode usar a fórmula:
Taxa de consumo = Massa inicial do efervescente - Massa final do efervescente / Tempo de consumo
Agora, vamos calcular a taxa de consumo para cada condição:
1. Condição de temperatura:
 - Água gelada- Água em temperatura ambiente
 - Água quente
2. Condição de triturado/não triturado
Vou fornecer uma fórmula geral e um exemplo para ilustrar como calcular a taxa de consumo para uma condição de temperatura específica e uma condição de triturado/não triturado. Suponha que os dados coletados mostrem que:
- Massa inicial do efervescente = 3 gramas
- Massa final do efervescente = 0 gramas (supondo que o comprimido se dissolva completamente)
- Tempo de consumo = 60 segundos
Taxa de consumo = 3 gramas - 0 gramas / 60 segundos = 3 g / 60 s = 0.05 g/s
Agora, você pode calcular a taxa de consumo para cada condição de temperatura e triturado/não triturado usando a mesma fórmula, substituindo os valores apropriados para cada condição específica. Isso fornecerá a taxa de consumo em gramas por segundo para cada condição.
· Apresente a Taxa de consumo por tempo versus temperatura. Os valores são decrescentes ou crescentes?
Para apresentar a taxa de consumo por tempo versus temperatura, precisamos analisar como a taxa de consumo varia com a temperatura. Com base na influência da temperatura na velocidade de dissolução, onde temperaturas mais altas tendem a acelerar a dissolução, esperamos que a taxa de consumo por tempo seja maior em temperaturas mais altas.
Assumindo que a massa inicial do efervescente e o tempo de consumo sejam os mesmos em todas as condições, e considerando que a dissolução é mais rápida em temperaturas mais altas, podemos esperar que a taxa de consumo por tempo seja crescente com o aumento da temperatura.
Portanto, ao plotar a taxa de consumo por tempo em relação à temperatura, esperamos ver uma relação positiva, onde a taxa de consumo por tempo aumenta conforme a temperatura aumenta.
Se precisar de mais detalhes ou alguma explicação adicional, estou à disposição!
· Apresente fotos do experimento.
ATIVIDADE PRÁTICA 4: ELETRÓLISE DA MISTURA ÁGUA E SAL
· Qual a diferença entre uma pilha e o processo de eletrólise?
Uma pilha e o processo de eletrólise são ambos exemplos de sistemas eletroquímicos, mas diferem em seus princípios de funcionamento e objetivos:
1. Pilha:
 - Uma pilha é um dispositivo que converte energia química em energia elétrica.
 - Consiste em dois eletrodos (um ânodo e um cátodo) imersos em uma solução eletrolítica ou separados por um eletrólito.
 - Durante a descarga da pilha, ocorrem reações químicas que resultam na transferência de elétrons dos átomos de um eletrodo para o outro, criando uma corrente elétrica.
 - As pilhas são usadas para fornecer energia elétrica a dispositivos portáteis, como celulares, relógios, controles remotos, entre outros.
2. Eletrólise:
 - A eletrólise é um processo no qual uma corrente elétrica é usada para induzir uma reação química não espontânea.
 - Geralmente envolve a decomposição de uma substância em seus componentes básicos ou a deposição de metais a partir de soluções.
 - Na eletrólise, é necessário fornecer energia elétrica externa, diferente das pilhas onde a energia química armazenada é usada diretamente.
 - É comumente usada em processos industriais, como a produção de metais a partir de minérios, e em laboratórios para investigar as propriedades das substâncias e realizar sínteses químicas específicas.
Em resumo, enquanto uma pilha converte energia química em energia elétrica de forma espontânea, a eletrólise utiliza energia elétrica externa para realizar uma reação química não espontânea.
· Quais as reações que ocorreram nesse processo?
No processo de eletrólise da mistura de água e sal, ocorrem diversas reações químicas nos eletrodos e na solução. Aqui estão as principais reações envolvidas:
1. No ânodo (eletrodo positivo):
 - A água sofre oxidação, resultando na liberação de oxigênio gasoso e na formação de íons hidrogênio.
 - A equação global para a reação de oxidação da água é: 2H 2º (l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e
2. No cátodo (eletrodo negativo):
 - Os íons hidrogênio presentes na solução são reduzidos, formando gás hidrogênio.
 - A equação global para a reação de redução dos íons hidrogênio é: 2H+(aq) + 2e- H2(g)
3.*Na solução**:
 - O sal de cozinha (cloreto de sódio - NaCl) dissocia-se em seus íons constituintes: íons de sódio (Na⁺) e íons cloreto (Cl⁻).
 - Os íons cloreto (Cl⁻) podem participar de reações secundárias, mas não são diretamente consumidos ou produzidos no processo de eletrólise.
As reações descritas acima ocorrem simultaneamente nos eletrodos durante o processo de eletrólise da mistura de água e sal, resultando na liberação de oxigênio gasoso no ânodo e de hidrogênio gasoso no cátodo.
· Qual é o gás formado?
No processo de eletrólise da mistura de água e sal, dois gases são formados nos eletrodos:
1. No ânodo (eletrodo positivo), o gás formado é o oxigênio (O2). Isso ocorre devido à oxidação da água, onde moléculas de água são decompostas em oxigênio gasoso, íons hidrogênio (H⁺) e elétrons (e⁻), conforme a equação:
2H 2O(l) O_2(g) + 4H +(aq) + 4e- 
2. No cátodo (eletrodo negativo), o gás formado é o hidrogênio (H2). Isso acontece devido à redução dos íons hidrogênio presentes na solução, conforme a seguinte equação:
2H +(aq) + 2e- \ H_2(g) 
Portanto, durante o processo de eletrólise da mistura de água e sal, são liberados oxigênio gasoso no ânodo e hidrogênio gasoso no cátodo.
· Apresente fotos do experimento.
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