Resfriamento de Newton n 05 Fisica 2

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RESFRIAMENTO DE NEWTON
 
Campus de Nova Friburgo
Resfriamento de Newton
EXPERIMENTO Nº 5
RELATÓRIO
Data do experimento 28/10/2016
OBJETIVO
Verificar a relação entre a 
quantidade de 
massa de água e o resfriamento.
												
	
INTRODUÇÃO E FUNDAMENTO TEÓRICO
Também conhecida como resfriamento por convecção, onde diz que dois 
corpos a diferentes temperatur
as estão em contat
o
, haverá transferência de calor do corpo mais quente para o mais frio até que o sistema alcance o equilíbrio térmico (mesma temperatura). 
Segundo
 Newton
 
"
A 
taxa de perda de calor de um corpo é proporcional à diferença de temperatura entre o corpo e a vizinhança enquanto estiver 
sob efeito
 de uma brisa
".
 
Isaac Newton não declarou sua lei na forma acima em 1701, quando foi originalmente formulada. 
Em suma, a l
ei de resfriamento de Newton
 diz que a taxa de transferência de calor é 
direta
-
mente
 proporcional à diferença de temperatura e
ntre os corpos (a e b
). 
(
dQ
/
dt
) α (T
b
 – T
a
).
Em se 
tratando de corpos 
que se resfriam em contato com o meio ambiente 
temos
:
 
(
dQ
/
dt
) = 
hA
.(T – T
a
), onde 
A
 é a área de contato do corpo com o ambiente e 
h
 uma 
cons
-
tante
 característica
 do sistema.
 
T
 é a
 
temperatura do corpo que resfria em contato com o meio ambiente e 
Ta
 é a temperatura ambiente.
 
De igual maneira, o calor trocado (fornecido) por corpo pode ser escrito: 
dQ
 = - 
mcdT
 = - 
CdT
 
 
m
 = massa do corpo, 
c
 = calor específico da substância, 
C
 = capacidade térmica (mais útil em muitos problemas quando corpo é feito de mais de uma substância)
 
OBS: 
O sinal é negativo
 pois
 a variação da temperatura é negativa.
Após manipularmos as expre
ssões anteriores, chegaremos à fórmula geral do resfriamento que é:
T = (
To - Tf) 
exp
(
-
kt
) + Tf 
T é a temperatura do corpo num determinado instante 
To é a temperatura inicial do corpo
 
Tf é a temperatura final do corpo 
t é o tempo contado a partir do momento em que os corpos foram postos em contato. 
k é uma constante determinada experimentalmente e que varia com o material do qual é feito 
o corpo, sua massa e sua condutividade térmica.
INTRODUÇÃO EXPERIMENTAL
MATERIAIS
Água Quente
Becker Maior e Menor 
Termômetro ou Termopar
Cronômetro
Balança Digital
Ebulidor de Alumínio de 1000w (watts)
Luvas
PROCEDIMENTOS
										
Antes de iniciarmos o experimento, foi estipulado que um membro faz o acompanhamento do termômetro, um cronometra o tempo e outro faz as anotações. Outro
s
 parâmetro
s
 utilizado
s foram
 o de qu
ando a temperatura estabilizar 
o experimento pode ser interrompido
,
 que faríamos um conjunto de 
8
 aferições de tempo para cada massa de 
água quente, e finalmente que faríamos o experimento com três massas diferenciadas. Com isso partimos para o experimento onde d
e início aferimos a temperatura ambiente, depois pesamos o Becker vazio utilizando a balança digital. 
Primeiro passo:
 Foi colocada a água
 
para ser aquecida no Becker 
maior, quando
 a água estava 
quente, foi transferida uma pequena parte para o Becker menor. Então inserimos um termômetro e esperamos o mesmo chegar 
à
 temperatura máxima, para assim começarmos a medir sua temperatura em determinados intervalos de tempo. Após a aferição 
das mesmas
 foi verificado o peso do Becker com essa determinada massa de água.
Segundo passo:
 A água que estava no Becker menor que esfriou, permaneceu no Becker, apenas colocamos mais água quente e repetimos primeiro passo.
Terceiro passo:
 A água que estava no Becker menor que esfriou, permaneceu no Becker, apenas colocamos mais água quente para 
aumentar
 ainda mais a m
assa de água contida no Becker 
e repetimos primeiro passo.
Em seguida demos
 
 
início a outra fase que foi a dos cálculos, gráficos e conclusões.
.PROCEDIMENTOS
PROCEDIMENTO
TABELAS
	Massa 1
	Tempo (s)
	10
	30
	40
	60
	70
	80
	100
	120
	Temperatura °C
	74
	73
	72
	71
	70
	69
	68
	67
	K
	0,00206
	0,00138
	0,00157
	0,00141
	0,00153
	0,00163
	0,00154
	0,0015
	K (médio)
	0,001575
	Massa 2
	Tempo (s)
	30
	70
	100
	140
	180
	230
	280
	Temperatura °C
	59
	58
	57
	56
	55
	54
	53
	K
	0,000990
	0,000860
	0,000920
	0,000890
	0,000880
	0,000840
	0,000820
	K (médio)
	0,000885714
	Massa 3
	Tempo (s)
	30
	90
	150
	210
	270
	330
	390
	Temperatura °C
	60
	59
	58
	57
	56
	55
	54
	K
	0,000960
	0,000650
	0,000590
	0,000570
	0,000570
	0,000560
	0,000570
	K (médio)
	0,000638571
GRÁFICOS
Massa 1
Massa 2
Massa 3
CONCLUSÃO
As conclusões estão de forma individual nas próximas páginas. 
BIBLIOGRAFIA
http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20011/Adriano/intro.html
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_do_resfriamento_de_Newton
www.dfq.pucminas.br/apostilas/Físca2.../praticafis2-BARR-6-
RESFRIAMENTO
.doc