Relatorio FisicaII #9 Transferência de Calor

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
	
	
	Curso: Engenharias
	Disciplina: Física Experimental
	Código: CCE0848
	Turma: 
 
	
	
	Professor (a): 
	Data de Realização: 10/05/2016
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): 
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	Nº da matrícula: 
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Nome do experimento: A Transferência de Calor 
	
Objetivos: Ao final deste experimento o aluno deverá:
Descrever os experimentos envolvem os fenômenos da condução, convenção e radiação. 
Introdução teórica:
Há três mecanismos conhecidos para transferência de calor: radiação, condução e convecção (Fig. 2.13).
 A radiação consiste de ondas eletromagnéticas viajando com a velocidade da luz. Como a radiação é a única que pode ocorrer no espaço vazio, esta é a principal forma pela qual o sistema Terra-Atmosfera recebe energia do Sol e libera energia para o espaço.
 A condução ocorre dentro de uma substância ou entre substâncias que estão em contato físico direto. Na condução a energia cinética dos átomos e moléculas (isto é, o calor) é transferida por colisões entre átomos e moléculas vizinhas. O calor flui das temperaturas mais altas (moléculas com maior energia cinética) para as temperaturas mais baixas (moléculas com menor energia cinética). A capacidade das substâncias para conduzir calor (condutividade) varia consideravelmente. Via de regra, sólidos são melhores condutores que líquidos e líquidos são melhores condutores que gases. Num extremo, metais são excelentes condutores de calor e no outro extremo, o ar é um péssimo condutor de calor. Consequentemente, a condução só é importante entre a superfície da Terra e o ar diretamente em contato com a superfície. Como meio de transferência de calor para a atmosfera como um todo a condução é o menos significativo e pode ser omitido na maioria dos fenômenos meteorológicos.
 A convecção somente ocorre em líquidos e gases. Consiste na transferência de calor dentro de um fluído através de movimentos do próprio fluído. O calor ganho na camada mais baixa da atmosfera através de radiação ou condução é mais frequentemente transferido por convecção. A convecção ocorre como consequência de diferenças na densidade do ar. Quando o calor é conduzido da superfície relativamente quente para o ar sobrejacente, este ar torna-se mais quente que o ar vizinho. Ar quente é menos denso que o ar frio de modo que o ar frio e denso desce e força o ar mais quente e menos denso a subir. O ar mais frio é então aquecido pela superfície e o processo é repetido.
 Desta forma, a circulação convectiva do ar transporta calor verticalmente da superfície da Terra para a troposfera, sendo responsável pela redistribuição de calor das regiões equatoriais para os polos. O calor é também transportado horizontalmente na atmosfera, por movimentos convectivos horizontais, conhecidos por advecção. O termo convecção é usualmente restrito à transferência vertical de calor na atmosfera.
Fig. 2.13 - Mecanismos de Transferência de Calor
Material utilizado:
Um alto falante Altavoz Loudspeaker, cedido pelo laboratório, de marca CIDEPE, modelo EQ044.02 
Um oscilador de áudio Landmeier, cedido pelo laboratório, de marca CIDEPE, modelo EQ044.11
Um pó de cortiça, cedido pelo laboratório.
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Um sistema acústico Schuller - MAC IV, cedido pelo laboratório, de marca CIDEPE, modelo EQ044.
Um tubo de Kundt, cedido pelo laboratório.
Roteiro do experimento:
PARTE I
Colocar dois autofalantes, um de frente para o outro, a uma distância de aproximadamente 1m;
Regular previamente para que os dois autofalantes estejam na mesma frequência (dar preferência aos sons mais graves, frequência baixa, a fim de se obter melhor resultado);
Ligar um dos autofalantes e observar o som. Logo em seguida desligue-o e ligue o outro autofalante, também observando o som; 
Verificar se no passo acima foi observado alguma oscilação (variação no volume) em algum dos autofalantes; 
Ligar os dois autofalantes simultaneamente e observe o ocorrido, justificando o resultado obtido.
PARTE II
No tubo de Kundt, deposite na parte de baixo e ao longo de seu comprimento, um pó razoavelmente leve (serragem ou cortiça); 
Dispor um autofalante numa das extremidades do tubo, enquanto na outra há um pistão onde o comprimento pode ser variável – ambos os extremos deixam o interior do tubo hermeticamente fechado; 
Ligar o gerador de ondas. Este irá produzir ondas sonoras estacionárias nesse tubo que irão fazer redistribuir o pó em seu interior conforme esta ondas revelando uma configuração concreta para as mesmas, exibindo pontos de máximos (ventres) e mínimos (nós) que podem ser facilmente identificados visualmente;
Anotar os dados obtidos do comprimento de onda e a frequência dada pelo oscilador no exato ponto em que se atingiu a ressonância;
Com os dados obtidos, calcular a velocidade do som.
Dados coletados:
Frequência 765 Hz
Comprimento inicial da onda: 210 mm
Comprimento final da onda: 670 mm
Cálculos:
 
λ = 670 - 210 = 460 mm 0,460 m
V= λ . F
V= 0,460 m . 765 Hz = 351,9 m/s
Análise dos resultados:
Neste trabalho realizamos duas demonstrações simples utilizando ondas sonoras que tem como alvo estudantes de segundo grau e pessoas com pouco conhecimento na área de física. Foi explicado a construção de uma fonte geradora de ondas senoidais passo a passo, mostrando como é importante para nossa demonstração que possamos variar a frequência das ondas produzidas. Demonstrações dos fenômenos de interferência de ondas sonoras e determinação da frequência de ressonância nos tubos foram feitas utilizando-se a fonte construída juntamente com um tubo de vidro e pó de cortiça. Com isso pudemos verificar que é possível determinar a frequência das ondas sonoras com tubos fechados. A melhoria proposta para o experimento vem com a perspectiva de construirmos um bom amplificador para ser acoplado na saída de nossa fonte e então fazer da montagem um bom experimento de demonstração dos fenômenos de interferência de ondas e visualização de ondas estacionárias em tubos.