FisExp1_Exp5Roteiro_Calorimetria

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Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Cieˆncias Exatas e da Natureza
Departamento de F´ısica
F´ısica Experimental 1
Experimento 5: Calorimetria
Informac¸o˜es sobre a Equipe
Nome:
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Bancada: Turma: Data:
F´ısica Experimental 1
Objetivos
A termodinaˆmica e´ um dos pilares da f´ısica e da engenharia. As descobertas de suas leis, enunci-
adas dentre outros por engenheiros como Carnot, foram baseadas na experimentac¸a˜o com sistemas
aplicados de engenharia, em especial ma´quinas te´rmicas.
Por estar muito presente na termodinaˆmica, o empirismo ainda persiste na nomenclatura que
utilizamos para nos referir a`s suas quantidades. Em especial, a temperatura sera´ o objeto de nosso
estudo neste experimento. Fisicamente, a temperatura e´ proporcional a` energia interna armazenada
num corpo.
Neste experimento, voceˆ medira´ propriedades te´rmicas de corpos, em especial a resposta em
temperatura a` troca de energia (em forma de calor) com outros corpos. O objetivo final sera´ obter o
calor espec´ıfico de objeto meta´lico e observar a dinaˆmica temporal do processo de troca de calor.
Por ser um experimento de certa forma complexo, rico em detalhes, e´ importante pensar com
cuidado na forma exata de se realizar as medidas, ou os resultados podem ficar mascarados por
imperfeic¸o˜es e incertezas. Entender o que se quer e a forma de se fazer isso e´ o que trara´ rigor a seu
experimento e confianc¸a a seus resultados.
Material utilizado: calor´ımetro, aquecedor, termoˆmetro, pec¸a meta´lica.
Lembretes
• Sempre leia todo o material (teoria e roteiro) antes da aula experimental.
• Justifique suas respostas sempre que necessa´rio.
• Organize sua bancada ao final do experimento.
• O material utilizado esta´ sob sua responsabilidade durante a aula.
• E o mais importante: antes de perguntar qualquer coisa ao professor, esforce-se em descobrir
a resposta sozinho(a) ou discutindo com colegas!
PRIMEIROS SOCORROS: Em caso de queimadura, remova se poss´ıvel qualquer
pedac¸o de roupa sobre a regia˜o afetada e coloque imediatamente a pele sob a´gua fria.
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Experimento 5: Calorimetria
1 Considerac¸o˜es iniciais
A lei zero da termodinaˆmica estabelece o conceito de temperatura, reconhecendo a existeˆncia
de uma quantidade f´ısica que deve possuir o mesmo valor para corpos em equil´ıbrio te´rmico.
Em outras palavras, a lei zero define a existeˆncia do termoˆmetro, instrumento que idealmente
atinge equil´ıbrio com outro corpo sem absorver ou fornecer energia, permitindo comparar tempera-
turas: basta coloca´-lo em contato com cada corpo individualmente.
Aquilo que corpos ‘trocam’ em contato te´rmico, e que portanto faz variar suas temperaturas, e´
definido como calor. Hoje sabemos que o calor nada mais e´ do que uma forma de energia.
A capacidade te´rmica de um corpo e´ uma medida de sua “ine´rcia” te´rmica, ou seja, da quan-
tidade de calor necessa´ria para variar sua temperatura de uma certa quantidade.
Escreva a expressa˜o para a quantidade de calor Q necessa´ria para modificar a temperatura de
Ti a Tf de um corpo com capacidade te´rmica C.
Ja´ o conceito de calor espec´ıfico de um corpo envolve a raza˜o entre sua capacidade te´rmica e
sua massa, fornecendo uma propriedade da substaˆncia de que e´ feito.
Escreva a expressa˜o para a quantidade de calor Q necessa´ria para modificar a temperatura de Ti
a Tf de um corpo com calor espec´ıfico c e massa m.
A caloria e´ uma unidade de calor, definida como o calor necessa´rio para variar de 1 oC a tempera-
tura de 1 g de a´gua na fase l´ıquida a` pressa˜o atmosfe´rica1. Assim, o calor espec´ıfico da a´gua l´ıquida,
tomada em nosso experimento como substaˆncia de refereˆncia, e´ definido como ca = 1 cal/(g·
oC).
Uma maneira pra´tica de se determinar o calor espec´ıfico de um corpo e´ compara´-lo ao da a´gua.
Experimentalmente, obtemos isso colocando o corpo de prova em contato te´rmico com a´gua em
temperatura diferente, e medindo a temperatura de equil´ıbrio.
A primeira lei da termodinaˆmica dita que, em processos puros de troca de calor entre dois
corpos, o calor fornecido por um deles e´ igual ao recebido pelo outro. Essa lei decorre da identificac¸a˜o
de calor como forma de energia, sendo portanto um enunciado da conservac¸a˜o de energia.
1Estritamente falando, essa quantidade de energia varia ligeiramente com a temperatura, mas vamos aproxima´-la
como constante, uma vez que sua variac¸a˜o e´ menor que 0,5% para a a´gua l´ıquida (o que provavelmente estara´ muito
ale´m de sua precisa˜o experimental).
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F´ısica Experimental 1
Todos sabemos empiricamente que a troca de calor entre dois corpos tende a ser um processo
dif´ıcil de se controlar, pois a energia te´rmica tende a se perder para o ambiente.
Para evitar esse efeito, realizamos no laborato´rio trocas de calor no interior de um calor´ımetro,
instrumento que idealmente na˜o permite a perda de energia te´rmica para o ambiente (e, tambe´m
idealmente, na˜o participa da troca de calor!).
Mas nada e´ ideal no mundo, nem mesmo o amor (essa e´ nossa homenagem a Reginaldo Rossi).
Suponha que um corpo com capacidade te´rmica C desconhecida e temperatura inicial T2 seja colocado
no interior de um calor´ımetro real, com capacidade te´rmica Ccal, juntamente com massa m1 de a´gua
a` temperatura T1. Atingido o equil´ıbrio te´rmico a` temperatura Teq, determine C.
Cite idealizac¸o˜es presentes na deduc¸a˜o acima que podem na˜o valer no experimento.
•
•
•
2 Atividades
O objetivo principal deste experimento e´ determinar a capacidade te´rmica de um
corpo (a que chamamos “corpo de teste”) medindo sua termalizac¸a˜o com a´gua (aqui
chamada “substaˆncia de prova”).
O primeiro passo do experimento se reduz a interpretar corretamente as medidas de temperatura.
Voceˆ deve se perguntar: que elementos participam de forma importante da troca de calor? O
calor´ımetro tambe´m absorve energia? Em que escala de tempo calor e´ perdido para o ambiente?
2.1 Termalizac¸a˜o: escalas de tempo
Estamos interessados em realizar a termalizac¸a˜o entre um corpo de teste e a´gua. Pore´m, ao se mis-
turar corpos em temperaturas diferentes no interior do calor´ımetro, va´rios fenoˆmenos de termalizac¸a˜o
ocorrem em conjunto.
Nesta parte, vamos testar se e´ poss´ıvel entendeˆ-los separadamente, por suas escalas de tempo.
Ocorrem treˆs processos principais de termalizac¸a˜o em seu experimento:
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Experimento 5: Calorimetria
• entre termoˆmetro e substaˆncia de prova: essa e´ a escala de tempo de medida do termoˆmetro,
a que chamaremos tm;
• entre substaˆncia de prova e corpo de teste: ou seja, a escala de tempo de equil´ıbrio dos corpos
em contato te´rmico no experimento, denotada por teq;
• entre o conteu´do do calor´ımetro e o ambiente: a escala de tempo de perda de energia por
resfriamento do sistema, escrita como tr.
No mundo ideal, termoˆmetro e calor´ımetro seriam perfeitos: o primeiro responderia instantanea-
mente (tm → 0) e o u´ltimo jamais perderia energia te´rmica (tr → ∞). A temperatura de equil´ıbrio
entre os corpos de interesse poderia ser medida com total acuidade em qualquer instante t≫ te.
No mundo real, temos de ser sempre muito cuidadosos. Para obter medidas confia´veis, precisamos
esperar tempo longo o suficiente para que os corpos de interesse entrem em equil´ıbrio te´rmico entre
si, mas tambe´m curto o suficiente para que a energia te´rmica na˜o seja perdida para o ambiente.
Assim, num bom experimento, as escalas de tempo devem ser tais que
tm ≪ teq ≪ tr. (1)
Qual e´ a ordem de grandeza dessas escalas de tempo no seu experimento? Mec¸amos!
2.1.1 Termoˆmetro
Primeiramente, estudemos quanto tempo o termoˆmetro leva para fornecer a leitura correta de
temperatura. Termalize o termoˆmetro coma´gua a` temperatura ambiente.
Para testar seu tempo de resposta, coloque-o em contato com a´gua em ebulic¸a˜o e monitore sua
leitura no tempo. Observe e anote sua estimativa para o tempo de medida.
tm =
Por que propomos aqui um ponto de transic¸a˜o de fase da a´gua (no caso, da fase l´ıquida para
vapor) para testar a leitura do termoˆmetro?
Resposta:
2.1.2 Resfriamento
A escala de tempo mais importante para nossos propo´sitos e´, no entanto, dada pela capacidade
de isolamento do calor´ımetro. Fac¸a o mesmo tipo de teste, pore´m de forma mais detalhada, para
estudar o tempo tr de resfriamento da a´gua colocada no calor´ımetro.
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F´ısica Experimental 1
Sabemos que a temperatura de equil´ıbrio Teq deve ser nesse caso a pro´pria temperatura ambiente.
Mec¸a a temperatura ambiente.
Teq =
Coloque agora a´gua em alta temperatura no interior do calor´ımetro e monitore a
queda de temperatura no tempo.
Para essa estimativa de tr, utilize o calor´ımetro destampado. Isso nos permitira´ realizar o
experimento de forma mais ra´pida para obter um limite inferior para o tempo tr de resfriamento
(uma vez que o calor´ımetro fechado deve perder energia mais lentamente).
Fac¸a alguns testes para ‘sentir’ a ordem de grandeza de tr. Planeje seu procedimento de medida.
Por exemplo, voceˆ pode escolher medir temperatura a intervalos constantes de tempo (e.g. a cada
5 min), ou a variac¸o˜es constantes de temperatura (e.g. a cada 5oC). Descreva seu procedimento.
Resposta:
Anote os valores medidos de instante de tempo ti e temperatura Ti na tabela abaixo
(i = 1, 2, 3, . . . , N), usando tantas linhas (e colunas) quanto necessa´rias. Colete dados
suficientes para identificar o comportamento da temperatura no tempo, objetivando determinar bem
o valor da escala de resfriamento tr.
ti Ti ∆Ti ti Ti ∆Ti
Preencha a tabela acima com os valores ∆Ti = Ti − Teq de diferenc¸a de temperatura
entre a a´gua e o ambiente. Para visualizar o comportamento da temperatura, fac¸amos uma
ana´lise gra´fica de ∆Ti no tempo.
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Experimento 5: Calorimetria
Gra´fico 1: Represente os pares (ti,∆Ti) em papel milimetrado.
Que tipo de curva voceˆ obteve para o resfriamento da a´gua? Seu gra´fico mostra o comportamento
assinto´tico esperado ∆T → 0 para t→∞? Justifique.
Resposta:
Estime a partir de seu gra´fico o tempo de resfriamento tr e descreva seu crite´rio de estimativa.
tr =
Resposta:
Fenoˆmenos de termalizac¸a˜o normalmente esta˜o ligados a func¸o˜es exponenciais no tempo. O
motivo disso e´ a forma como a conduc¸a˜o de calor ocorre: o fluxo de calor entre as partes e´ proporcional
a` diferenc¸a de temperatura entre elas.
Assim, o in´ıcio da troca de calor, marcado pela ma´xima diferenc¸a de temperatura entre os corpos,
implica tambe´m em fluxo de calor ma´ximo, induzindo mudanc¸a ra´pida na temperatura; pelo motivo
oposto, o fluxo de calor diminui pro´ximo ao equil´ıbrio, tornando lenta a variac¸a˜o de temperatura.
No caso, os dois corpos em contato te´rmico sa˜o a a´gua no calor´ımetro e o ambiente. Supondo
que o ambiente na˜o se aquec¸a consideravelmente (reservato´rio te´rmico), obtemos para a a´gua:
∆T (t) = ∆T (0) e−t/tr , (2)
em que ∆T (t) = T (t)− Teq e´ sua diferenc¸a de temperatura com relac¸a˜o ao equil´ıbrio.
Pare estudar essa relac¸a˜o exponencial, vamos torna´-la linear por troca de varia´veis, tomando
o logaritmo da Eq. (2). Escreva a equac¸a˜o linear nas varia´veis x = t e y = log∆T (t):
Considere a relac¸a˜o acima escrita na forma y = Ax + B. Escreva no quadro abaixo a relac¸a˜o
esperada entre os coeficientes da reta e as grandezas f´ısicas de interesse.
Para testar em nossos dados a hipo´tese de variac¸a˜o exponencial, vamos utilizar papel monolog.
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F´ısica Experimental 1
Gra´fico 2: Represente os pares de dados (ti,∆Ti) em papel monolog.
Qual e´ o comportamento da curva? (Fac¸a mais medidas caso necessa´rio!)
Resposta:
Vamos obter a partir desse gra´fico o tempo de decaimento da exponencial.
Trace por ajuste visual duas retas diferentes mas ‘igualmente plaus´ıveis’. Para determinar seus
coeficientes, escolha em cada reta dois pontos distantes coincidentes com o grid do papel monolog.
Escreva abaixo as coordenadas dos dois pontos escolhidos na primeira reta.
t1 ∆T1 t2 ∆T2
Escreva abaixo as coordenadas dos dois pontos escolhidos para a segunda reta.
t′1 ∆T
′
1 t
′
2 ∆T
′
2
O coeficiente angular de uma reta no papel monolog e´ calculado da forma usual como
A =
log∆T2 − log∆T1
t2 − t1
. (3)
O coeficiente linear e´ dado pelo ponto onde a reta encontra o eixo t = 0, ou, alternativamente,
substituindo-se na equac¸a˜o da reta as coordenadas de um dos pontos escolhidos.
Escreva na tabela os coeficientes A1 e B1 da primeira reta e A2 e B2 da segunda.
A1 B1 A2 B2
Estime os coeficientes da ‘reta visual me´dia’ e suas incertezas.
Avis =
Bvis =
Realize ajuste de mı´nimos quadrados aos dados representados no papel monolog.
Primeiramente, preencha a tabela auxiliar com os valores das varia´veis de ajuste: xi = ti e yi =
log∆Ti. O ajuste e´ realizado nos pares (xi, yi). Na˜o se esquec¸a de calcular todas as incertezas!
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Experimento 5: Calorimetria
xi yi xi yi
Para simplificar a ana´lise, considere que todos os pontos possuem aproximadamente
a mesma incerteza. Escreva o valor me´dio das incertezas σxi no quadro abaixo, chamando-o σx.
Fac¸a o mesmo para a incerteza me´dia σy.
σx σy σy,T
Propague a incerteza da direc¸a˜o x para y utilizando a reta preliminar ajustada visualmente e
preencha seu valor na tabela acima. Utilize σy,T como incerteza em yi para todos os dados.
Preencha a tabela abaixo com quantidades intermedia´rias necessa´rias ao ajuste por mı´nimos
quadrados (Eqs. 20, 22 e 23 da Apostila 3).
sx2 =
∑
i x
2
i sx =
∑
i xi sy =
∑
i yi sxy =
∑
i xiyi ∆ = Nsx2 − s
2
x
Calcule os coeficientes da reta o´tima ajustada e suas incertezas.
Amq =
Bmq =
Adicione a reta o´tima a seu gra´fico 2. Desenhe essa reta utilizando caneta com cor
diferente das demais retas.
A partir da reta o´tima ajustada, obtenha seu valor experimental para tr.
tr =
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F´ısica Experimental 1
Compare seu valor de tr obtido acima, no qual se utilizou o gra´fico 2 (papel monolog), com seu
valor estimado anteriormente a partir do gra´fico 1 (papel milimetrado). Sa˜o compat´ıveis?
Resposta:
Marque com um ‘X’ no gra´fico 1 o ponto aproximado da curva de resfriamento com valor de
temperatura ∆T (tr) medida no instante t = tr. Quanto vale a raza˜o ∆T (tr)/∆T (0)?
Prolongue sua reta ajustada no gra´fico para responder a` seguinte questa˜o: quanto tempo t′
seria necessa´rio esperar para que seu termoˆmetro na˜o fosse mais capaz de distinguir
entre a temperatura da mistura e a temperatura ambiente? Explique.
t′ =
Resposta:
Comparando a escala de tempo de leitura do termoˆmetro tm ao tempo t´ıpico de
resfriamento tr, o termoˆmetro pode ser considerado ideal em seu experimento?
Resposta:
2.2 Caracterizac¸a˜o e calibrac¸a˜o da medida
Ale´m da perda de energia para o ambiente, e´ preciso antecipar outras formas de perda de calor. E
a melhor forma de entender o que acontece com a energia te´rmica da mistura no calor´ımetro e´ fazer
um teste cujo resultado e´ conhecido de antema˜o. E se o corpo de prova for ... a´gua?
Nesse caso, a temperatura de equil´ıbrio da mistura deveria ser idealmente a me´dia (ponderada
pelas massas) das temperaturas das duas partes de a´gua. Observar algum desvio disso deve indicar
novos elementos a serem inclu´ıdos na troca de calor.
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Experimento 5: Calorimetria
Fac¸amos o teste: misturemos a´gua com a´gua. Uma parte da a´gua sera´ tomada aquecida
ao ma´ximo, fazendo as vezes de corpo de prova, enquanto a outra parte, tomada a` temperaturaambiente, sera´ a substaˆncia de prova.
Escreva abaixo a expressa˜o para a temperatura ideal de equil´ıbrio T idealeq entre uma parte de a´gua
a` temperatura ambiente T1 com m1 e outra parte aquecida a` temperatura T2 com m2.
Para obter a temperatura ideal de equil´ıbrio, e´ necessa´rio medir as massas envolvidas.
Mec¸a a massa M do calor´ımetro vazio. Em seguida, coloque a´gua a` temperatura ambiente no
calor´ımetro e mec¸a a massa M1 do sistema. Adicione a a´gua quente e mec¸a a massa total M2.
M M1 M2
A partir dessas medidas, determine as massas das partes de a´gua utilizadas.
m1 =
m2 =
Na˜o se esquec¸a de medir as temperaturas da parte de a´gua a` temperatura ambiente T1 e
da parte aquecida T2 antes de mistura´-las no calor´ımetro! Mec¸a tambe´m a temperatura de equil´ıbrio
Teq do sistema e determine as variac¸o˜es de temperatura ∆T1 = T1 − Teq e ∆T2 = T2 − Teq.
T1 T2 Teq ∆T1 ∆T2
2.2.1 Ana´lise de perda de energia da mistura
Com base em suas medidas, obtenha a temperatura esperada T idealeq de equil´ıbrio no caso ideal em
que toda a energia te´rmica permanece na a´gua.
T idealeq =
Compare Teq e T
ideal
eq . Ha´ perda de energia da a´gua para outras partes do sistema? Que parte do
sistema voceˆ apontaria como maior suspeita de absorver energia?
Resposta:
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F´ısica Experimental 1
Vamos determinar a energia perdida no processo (se houve!). Obtenha a expressa˜o para as
quantidades de calor Q1 absorvida e cedida Q2 pelas partes de a´gua.
Escreva seus valores medidos na tabela abaixo, bem como o de´ficit de energia E = |Q2| − |Q1|.
Adote o calor espec´ıfico da a´gua como ca = 1 cal/(g ·
o C).
Q1 Q2 E
A energia perdida pode ser desprezada para explicar seus resultados experimentais? Explique.
Resposta:
Forte sugesta˜o: voceˆ deve ter completado todas as atividas propostas
ate´ aqui antes de iniciar a segunda aula deste experimento
2.3 Medida de calor espec´ıfico de materiais
Vencida a etapa de entendimento e calibrac¸a˜o do aparato, partimos para medir o valor de calor
espec´ıfico de uma pec¸a meta´lica.
O procedimento utiliza seus testes anteriores. Colocamos a´gua a` temperatura ambiente no ca-
lor´ımetro e medimos sua temperatura inicial. Aquecemos a pec¸a meta´lica e a imergimos em
a´gua no calor´ımetro. Aguardamos certo tempo ate´ que a mistura atinja o equil´ıbrio te´rmico, e
medimos a temperatura de equil´ıbrio.
2.3.1 Calibrac¸a˜o da capacidade te´rmica do calor´ımetro
Em seus testes, parte da energia te´rmica da mistura no interior do calor´ımetro pode ter sido
perdida pela mistura para esquentar suas paredes. Suas medidas anteriores devem indicar se
essa parcela de energia e´ desprez´ıvel.
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Experimento 5: Calorimetria
Em todo caso, e´ preciso calibrar a capacidade te´rmica do calor´ımetro, uma vez que o
mesmo sera´ utilizado nas pro´ximas medidas, para subtrair seu efeito sobre a troca de calor.
Reveja sua equac¸a˜o de troca de calor para incluir um novo termo de absorc¸a˜o de calor Qcal pelo
calor´ımetro. Desprezando perdas para o ambiente, encontre a expressa˜o para a capacidade te´rmica
Ccal do calor´ımetro em func¸a˜o de Q1, Q2 e ∆T1.
Com esse racioc´ınio, estamos atribuindo ao calor´ımetro a absorc¸a˜o de toda a energia te´rmica
perdida pela a´gua, i.e. E = Qcal. Isso e´ razoa´vel? Por exemplo, na escala de tempo de seu
experimento, essa parcela de energia poderia ter sido perdida por resfriamento?
Resposta:
Calibremos a capacidade te´rmica do calor´ımetro! Note que, como as paredes do ca-
lor´ımetro sa˜o as principais responsa´veis pela absorc¸a˜o de calor, e´ importante que a substaˆncia de
prova tenha contato sempre com a mesma a´rea de parede.
Tendo em vista as pro´ximas etapas do experimento, utilize como substaˆncia de prova quan-
tidade de a´gua suficiente para cobrir a pec¸a meta´lica que testaremos em breve. Marque
a altura da coluna de a´gua utilizada e mantenha esse mesmo valor a partir deste ponto.
Lembre-se sempre de retornar o calor´ımetro a` temperatura ambiente antes de comec¸ar
a utiliza´-lo em uma medida (evite erros sistema´ticos!).
Repita seus passos anteriores utilizando o procedimento mais cuidadoso poss´ıvel para determinar
a energia absorvida pelo calor´ımetro. Mec¸a as massas das partes de a´gua.
M M1 M2 m1 m2
Mec¸a as temperaturas relevantes.
T1 T2 Teq ∆T1 ∆T2
Calcule as quantidades de calor Q1, Q2 e o calor Qcal absorvido pelo calor´ımetro.
Q1 Q2 Qcal
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F´ısica Experimental 1
Determine o valor da capacidade te´rmica do calor´ımetro.
Ccal =
Esse valor e´ razoa´vel? Justifique (por exemplo, estime se ele e´ compat´ıvel com o calor espec´ıfico
e a massa do material de que e´ feito o calor´ımetro).
Resposta:
Caso contra´rio, repita as medidas. Esse valor e´ importante para corrigir suas medidas subsequentes.
2.3.2 Calor espec´ıfico da pec¸a meta´lica
Uma forma simples de aquecer a pec¸a meta´lica a uma temperatura bem definida e´ imergi-la num
fluido em transic¸a˜o de fase. Mergulhando a pec¸a por algum tempo na a´gua em ebulic¸a˜o, garantimos
sua temperatura inicial com boa precisa˜o.
Iniciemos o experimento. Mec¸a as massas de a´gua m1 e da pec¸a meta´lica m2. Para obter m1,
anote os valores de massa do calor´ımetro vazio M e com a´gua M1.
M M1 m1 m2
Preencha a tabela abaixo com o valor da temperatura (ambiente) T1 da a´gua. Mec¸a tambe´m a
temperatura inicial (ebulic¸a˜o da a´gua) T2 da pec¸a meta´lica.
T1 T2
Anote o tempo tc de contato pelo qual voceˆ deixou a pec¸a meta´lica termalizar com a a´gua em
ebulic¸a˜o. Como voceˆ definiu esse tempo? Justifique no espac¸o abaixo.
tc =
Resposta:
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Experimento 5: Calorimetria
Coloque a pec¸a meta´lica no calor´ımetro e feche-o. Tendo em vista a alta temperatura
da pec¸a, tenha muito cuidado ao moveˆ-la! (veja instruc¸o˜es de primeiros socorros na pa´gina 2)
Monitore a temperatura da mistura, agitando levemente a a´gua. Estime a escala de tempo teq de
obtenc¸a˜o do equil´ıbrio te´rmico. Utilize seu conhecimento pre´vio adquirido nos testes anteriores!
teq =
Descreva brevemente seu procedimento de estimativa.
Resposta:
Comparando teq a` escala de tempo de resfriamento tr, e´ poss´ıvel defender que a perda
de energia te´rmica para o ambiente e´ desprez´ıvel durante a termalizac¸a˜o?
Resposta:
Comparando teq ao tempo de contato escolhido tc, e´ poss´ıvel garantir que a pec¸a
meta´lica esteja inicialmente em equil´ıbrio te´rmico com a a´gua em ebulic¸a˜o? Justifique.
Resposta:
Mec¸a a temperatura de equil´ıbrio Teq e calcule a variac¸a˜o de temperatura ∆T1 = Teq−T1 da a´gua
(e calor´ımetro) e ∆T2 = T2 − Teq da pec¸a meta´lica.
Teq ∆T1 ∆T2
Descreva sucintamente seu procedimento para determinar a temperatura de equil´ıbrio Teq da
mistura, bem como sua incerteza.
Resposta:
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F´ısica Experimental 1
Determine as quantidades de calor Q1 e Qcal a partir de suas medidas, e com isso obtenha seu
valor experimental para o calor Q2 perdido pela pec¸a.
Q1 Qcal Q2
Obtenha finalmente a capacidade te´rmica Cm e o calor espec´ıfico cm da pec¸a.
Cm =
cm =
Com base em seu resultado de medida, escolha na tabela abaixo o metal de que sua pec¸a e´
possivelmente composta (utilize a linha vazia da tabela para propor outro material caso necessa´rio).
Justifique sua escolha. [Dica: a pec¸a na˜o e´ de ouro]
Material calor espec´ıfico [cal/(g · oC)] ‘X’
Bronze 0,104
Cobre 0,0923
Lata˜o 0,090
Ouro 0,0301
outro:
Resposta:
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