relatório de Troca de calor

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Física Teórica II
Troca de calor
TURMA 3017
Introdução
	Quando dois corpos em temperaturas diferentes de põem em contato, produz-se uma transferência de energia do corpo que apresenta temperatura mais elevada ao de temperatura mais baixa, o que faz com que ambas se igualem.
 Pode-se definir calor como a energia transferida entre dois sistemas, que é proporcional à diferença de temperatura existente entre eles. Uma superfície através da qual pode haver transferências de calor chama-se diatérmica. Em caso contrário, denomina-se adiabática.
 Durante muito tempo discutiu-se a natureza do fluxo de calor entre dois corpos. Até o século XVIII, acreditava-se na existência de um fluido material, denominado fluido calórico. Em fins do século XVIII e durante a primeira metade do século XIX, os trabalhos de Benjamin Thompson e James Prescott Joule levaram à convicção de que o calor é um fluxo de energia. Thompson comparou o peso de um corpo aquecido com o que ele apresenta quando esfria e não observou diferença. Concluiu então que o calor não podia ser uma substância material, mas fruto de algum tipo de movimento, ou seja, energia.
Joule demonstrou que o mesmo efeito de elevação da temperatura de um corpo produzido pelo fluxo de calor pode ser obtido mediante a dissipação de energia mecânica sobre ele (a energia mecânica perde-se ou dissipa-se por ação de forças de resistência ao movimento, como, por exemplo, o atrito). Chegou experimentalmente à conclusão de que, com quantidades iguais de trabalho mecânico sobre um corpo, obtém-se o mesmo aumento de temperatura. Além disso, dado que o fluxo de calor pode se transformar parcialmente em energia mecânica por meio de uma máquina térmica (por exemplo, uma máquina de vapor), ficava demonstrado de modo inequívoco que o calor é uma forma de energia.
Objetivo 
Verificar a troca de calor da massa de gelo e de água assim como se esta troca de calor é eficiente.
Teoria
	O calor é uma forma de energia e que, em um sistema isolado, não há trocas de calor com o meio externo. 
 Desta forma, apenas os corpos pertencentes ao sistema trocarão calor entre si. Corpos mais quentes cederão calor e tenderão a se resfriar, enquanto corpos mais frios receberão calor e tenderão a se aquecer.
 Assim, a quantidade de calor total ganha por alguns corpos só pode ter origem nos corpos que cedem calor. Ou seja:
∣∑Qrecebido∣ = ∣∑Qcedido∣∣∑Qrecebido∣ = ∣∑Qcedido∣
Onde o símbolo Σ representa o somatório das quantidade de calor.
 Convencionamos que a quantidade de calor associada ao recebimento de calor teria valor algébrico positivo, enquanto quantidades de calor cedidas teriam valor algébrico negativo. Assim, para um sistema termicamente isolado, temos que a soma das quantidades de calor trocadas por todos os corpos vale zero:
∑Qrecebido+∑Qcedido=0∑Qrecebido+∑Qcedido = 0
Ou
Q1+Q2+Q3+⋯+QN=0Q1+Q2+Q3+⋯+QN = 0
 Onde N é o número de corpos no sistema.
Material Utilizado
500 ml de água
120 g de gelo
2 recipientes de alumínio, um maior que o outro
1 termômetro
1 apoio para o termômetro 
Procedimento Prático
Primeiramente foi medida a temperatura da água e achado 21°C, depois foi medido a temperatura do gelo, que foi de -1°C. Com a temperatura da água e do gelo medidas, foi colocado o pote com gelo dentro do pote com água, foi tampado esses dois potes para evitar a troca de calor com o meio externo e inserido o termômetro no pote com gelo pelo furo da tampa.
Foi esperado até a temperatura do gelo se estabilizar, pois nesse momento o termômetro estava marcando a temperatura de fusão do gelo, onde o termômetro marcava 2°C. Em seguida a temperatura voltou a subir e novamente foi esperado até ela se estabilizar, pois agora o termômetro estava marcando a temperatura de equilíbrio, onde o termômetro marcava 9°C.
Retirou-se o pote que continha gelo de dentro do pote com água e foi colocado o termômetro no pote com água para verificar se a água estava na mesma temperatura que a água do pote que continha gelo, onde também marcou 9°C.
Dados
T0 gelo = -1°C
T0 água = 21°C
T fusão do gelo = 2°C
T equilíbrio térmico = 9°C
Cálculos
 
 ou 
 
Conclusão
Devido ao calorímetro não ser ideal, houve troca de calor com o meio externo, causando erro ao obter os dados, e prejudicando os cálculos, desse modo os valores encontrados nos cálculos não foram iguais aos valores da prática. Mas com base na teoria de que o calor cedido é igual ao calor recebido, foi igualado o calor cedido pela água com o calor recebido pelo gelo.
Dessa forma, foi possível comprovar que dentro de um sistema, uma troca de calor tem o calor cedido igual ao calor recebido.
Para encontrarmos os valores de Q1 + Q2 + Q3 = Q4 com maior precisão, seria necessário realizar o experimento com um recipiente térmico, onde não há perda de calor para o ambiente.