RELATÓRIO 6 FÍSICA II

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OBJETIVO
	
Compreender o comportamento da troca de calor (equilíbrio térmico) entre dois fluidos (água) com temperaturas diferentes e comparar os resultados experimentais com as predições teóricas.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Segundo o Físico Claudio Furukawa do Instituto de Física - USP São Paulo, a termodinâmica estuda os fenômenos que lidam com temperatura, calor e pressão, analisando as propriedades da matéria em condições específicas. Esses estudos englobam, por exemplo, as mudanças de estado físico da matéria de sólido para líquido, ou de líquido para gasoso. 
Imagine que temos dois corpos, de mesmas dimensões, de mesma massa e de mesmo material, mas com temperaturas diferentes: um de temperatura mais alta (corpo quente) e outro de temperatura mais baixa (corpo frio). O que acontece quando colocamos esses dois corpos em contato?
A lei zero da termodinâmica estabelece como acontecem as trocas de calor entre os corpos. Ela está relacionada com a energia interna dos materiais expressa, indiretamente, pela temperatura.
O conceito de temperatura está associado ao seguinte fato experimental, conhecido como lei zero da termodinâmica: dois sistemas em equilíbrio térmico com um terceiro estão em equilíbrio térmico ente si. Assim, dois sistemas em equilíbrio térmico entre si estão à mesma temperatura. Para saber se dois sistemas têm a mesma temperatura não é necessário colocá-los em contato térmico entre si, bastando verificar se ambos estão em equilíbrio térmico com um terceiro corpo, chamado termômetro.
A primeira lei da Termodinâmica envolve a conservação de energia nos processos termodinâmicos. Entende-se por processos termodinâmicos, quando um sistema muda de um estado para o outro, sofrendo um processo (ou transformação).
Essa lei é muito aplicada aos gases. Em automóveis com motor a explosão, o sistema termodinâmico que troca calor e trabalho com a vizinhança é o gás (no caso, o ar) contido na câmara de explosão. Durante o funcionamento do motor, o gás se expande, é comprimido e a sua pressão, volume e temperatura variam. As transformações Termodinâmicas de um gás são importantes exemplos de aplicação da primeira lei da Termodinâmica. 
A primeira lei da termodinâmica estabelece que a energia se conserva sempre,mas quem verifica a conversão de uma forma de energia em outra e a possibilidade dessa conversão ocorrer é a segunda lei da termodinâmica. 
Para entendermos a segunda lei da termodinâmica do ponto de vista da entropia é necessário conhecer os processos termodinâmicos chamados de reversíveis e irreversíveis. Os processos que ocorrem num único sentido são chamadosde irreversíveis.
A entropia é diferente da energia no sentido de que a entropia não obedece a uma lei de conservação. “Se um processo irreversível ocorre num sistema fechado, a entropia S do sistema sempre aumenta, ela nunca diminui”.
Chamamos de processo reversível aquele em que o sistema pode, espontaneamente, retornar a situação (ou estado) original. Processo irreversível é aquele cujo sistema não pode, espontaneamente, retornar ao estado original.
A entropiade um sistema (S) é uma medida do seu grau de desorganização.Quanto maior a organização, menor a entropia. A entropia é uma característica do estado termodinâmico, assim como a energia interna, o volume e o número de mols.
A segunda lei da termodinâmica é a que tem maior aplicação na construção de máquinas e utilização na indústria, pois trata diretamente do rendimento das máquinas térmicas.
Chamamos máquina térmica o dispositivo que, utilizando duas fontes térmicas, faz com que a energia térmica se converta em energia mecânica (trabalho).
Na terceira lei da termodinâmica, o conceito de temperatura entra na termodinâmica como uma quantidade matemática precisa que relaciona calor e entropia. A interação entre essas três quantidades é descrita pela terceira lei da termodinâmica, segundo a qual é impossível reduzir qualquer sistema à temperatura do zero absoluto mediante um número finito de operações. De acordo com esse princípio, também conhecido como teorema de Nernst, a entropia de todos os corpos tende a zero quando a temperatura tende ao zero absoluto.
MATERIAL UTILIZADO
01 calorímetro, 01 aquecedor elétrico por imersão, 01 luva térmica, 01 termômetro, 1,0 litro de água destilada, 02becker graduado e 01 proveta graduada.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Coleta de Dados:
	
Utilizando a proveta, adicionar aproximadamente 700 ml de água destilada no calorímetro (recipiente isolado).
Em seguida, introduza o aquecedor elétrico, coloque o termômetro e ligue o aquecedor, observando a temperatura da água, até que atinja a temperatura de 70°C 01
Após esse procedimento, utilizando a proveta, coletar 300 ml de água destilada e transferir esse fluido para outro Becker. Em seguida, inserir o termômetro e medir a temperatura ambiente 02.
Logo após, utilizando a luva térmica e com cuidado, introduza os 300 ml de água destilada com temperatura ambiente no calorímetro, espere uns 10 a 15 segundos, e meça a temperatura de equilíbrio E (experimental).
CÁLCULOS/RESULTADOS:
Resultado esperado: 
12
 11 22
Com a realização do experimento, foram obtidas as seguintes medidas de temperatura:
Onde: 01 1
02 2
E
Para calcular a temperatura de equilíbrio teórico E, utiliza-se a seguinte equação abaixo:
1E012E02
Onde: 1
 2
 
Calculando, temos a seguinte medida de temperatura de equilíbrio teórico: 
1E012E02
EE
EE
E
E
Considerando que o valor da temperatura de equilíbrio teórico (experimental) é um valor aproximado da real temperatura de equilíbrio teórico do fluido, calculando o percentual de erro, temos:
E
CONCLUSÃO
Após experimento realizado em laboratório, foi possível constatar que dois fluidos com temperaturas diferentes, ao dividir o mesmo espaço entram num processo de troca de calor até atingir o equilíbrio térmico.
BIBLIOGRAFIA
http://www.coladaweb.com/fisica/termologia/leis-da-termodinamica - acesso em: 24/11/2016 às 15:30 horas.
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Termodinamica/1leidatermodinamica.php- acesso em: 24/11/2016 às 15:35 horas.
http://www.if.ufrgs.br/~dschulz/web/lei_zero.htm- acesso em: 24/11/2016 às 15:45horas.
http://coral.ufsm.br/gef/Calor/calor02.pdf - acesso em: 24/11/2016 às 15:50 horas.
http://web.ccead.puc-rio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/A_primeira_lei_termodinamica.pdf - acesso em: 24/11/2016 às 23:00 horas.