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Laboratório da disciplina: Fenômenos Oscilatórios e Termodinâmica Alunos: Francisco Kennedy, Anderson Jhones, Jaqueline Carvalho, Pedro Martins, Josinei Sousa, Saulo Lima. Curso: Engenharias. Professor: André de Sena Pinheiro. Data: 23/11/2015 Assunto: Relatório 02 - Experiência 04 – Calor específico do Alumínio. 1- Objetivos: O presente relatório mostra a aplicação e desenvolvimento da experiência para determinar o calor específico do alumínio que traduz de forma prática a compreensão dos conteúdos ministrados pelo professor André de Sena Pinheiro na disciplina de Fenômenos oscilatórios e termodinâmica. 2 - Fundamentos teóricos: O desenvolvimento desta experiência será baseado no principio das trocas de calor. O calor será trocado entre a água, o corpo de prova (sólido) e o calorímetro. O calorímetro, tal como uma garrafa térmica, procura impedir a transmissão de calor através de suas paredes, portanto e considerado um recipiente adiabático. 3 - Material Utilizado: 01 – Calorímetro com capacidade de 320 ml 01 - Proveta de 150ml 01 – Termômetro – 10ºC a 110ºC, 01 – Lamparina 01 – Caixa de fósforos 01 – Tripé para lamparina 01 – Tela de amianto 10 x 10 cm 01 – Becker de 250 ml 03 – Corpos de prova de alumínio 01 – Carretel de linha 4 - Procedimentos Práticos: Determinar a massa do corpo de prova. m1 = 30,35g. Utilizando uma balança e uma proveta, colocar 100g de água retirada diretamente da torneira na proveta. Medir primeiro a massa do recipiente vazio e em seguida coloque 100g de agua (utilize o becker para facilitar este processo). mtotal = 71,44+100,00 = 171,44g (Massa proveta + Massa água) m1 = 100,00g (Massa água) Colocar esta agua no calorímetro , agitar suavemente o conjunto durante 30 segundos. Colocar agua no Becker 150ml e aquecer ate a ebulição. Medir a temperatura do conjunto (calorímetro com a água). Ɵ2 = 28º C. Colocar o corpo de prova na agua em ebulição. Aguardar alguns minutos e medir a temperatura do corpo (temperatura da agua em ebulição). Ɵ1 = 71º C. Retirar o corpo de prova da agua quente e coloca-lo rapidamente no calorímetro. Durante o processo, observar seguidamente a temperatura indicada no termômetro. Aguardar até que a temperatura se estabilize. Medir a temperatura de equilíbrio térmico. ƟE = 30ºC. Calcular o calor específico do corpo de prova aplicando o princípio das trocas de calor. QRECEBIDA + QCEDIDO = 0 Água = Qa Corpo de prova = Qp Calorímetro = Qc Qp+Qc+Qa = 0 Qp= m1 . cx . (Ɵ1 - ƟE) Qa = m2 . c2 . (ƟE – Ɵ2) CÁgua = 1cal/g . ºC calor especifico da água. Qc = E . (ƟE – Ɵ2) C = Capacidade calórica do calorímetro C = 27º Cal/g ºC CÁLCULOS Qrecebida(água) + Qrecebida (calorímetro) + Qcedido (corpo de prova) = 0 m2 . Cágua . (ƟE – Ɵ2) + C . ƟE – Ɵ2) + m1 . Cx . (Ɵ1 - ƟE) = 0 Comparar o valor do calor específico calculado com o tabelado. Material Calor Específico tabelado cal/g ºC Calor Específico calculado cal/g ºC Alumínio 0,22 0,204 Ferro 0,11 Material não ensaiado Qual a Natureza da substância utilizada no experimento? Resposta: O alumínio é um metal leve, macio e resistente, não é tóxico como metal, não-magnético, e não cria faíscas quando exposto a atrito, puro possui tensão de cerca de 19 megapascais (MPa) e 400 Mpa, é muito maleável e muito dúctil. Por que o corpo de prova foi aquecido indiretamente? Resposta: Porque o se ele for aquecido diretamente as propriedades físicas seriam alteradas e também dificultaria a aferição da temperatura. Por que é necessário aguardar alguns minutos, após a ebulição da água para utilizar o corpo de prova? Resposta: Para que o corpo de prova e água possam entrar em equilíbrio térmico. Por que o calorímetro deve ser agitado após a introdução do corpo de prova? Resposta: Isso faz com que ocorra equilíbrio térmico, dessa forma podemos medir a absorção de calor pelo material. Qual o valor obtido para calor específico? Resposta: 0,204 Cal/g ºC Comparar o valor calculado do calor específico com o valor tabelado. Resposta: O valor calculado foi de 0,204 Cal/g ºC e o valor tabelado é de 0,220 Cal/g ºC, tendo em vista a inexperiência da equipe e de alguns fatores externos, conseguimos chegar a um valor muito próximo do tabelado com diferença de apenas 7,27%. O calor específico depende da substância? Resposta: Não, o calor específico depende da natureza do material. O calor específico depende da massa da substância? Resposta: calor específico depende somente da natureza do material, não da quantidade de massa, pois ele é definido com a quantidade de calor necessária para elevar uma unidade de massa de um grau Celsius (ou Kelvin, ou Fahrenheit) Qual a vantagem de se utilizar corpos de prova relativamente grandes? Resposta: Na verdade é desvantajosa a utilização de corpos relativamente grandes nos experimentos, pois a proporção não seria adequada pela dificuldade de se trabalhar com os mesmos, entretanto, o valor calculado se assemelhou ao valor tabelado de calor específico.
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