relatório de praticas de calometria

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1.Introdução
De um modo geral, quando aumentamos a temperatura de um corpo, aumentamos a agitação molecular, e isso provoca um afastamento das moléculas, resultando num aumento das dimensões de um corpo. Tal efeito é denominado dilatação térmica. Em caso contrário, uma diminuição de temperatura de um corpo acarretará uma diminuição de suas dimensões (contração térmica). Devido ás características dos materiais, a dilatação térmica é diferente para corpos de diferentes materiais.
Os efeitos da dilatação/contração térmica podem ser observados em várias situações cotidianas, como por exemplo, nos fios da rede elétrica ou nos arames de cercas, que em dias quentes apresentam-se menos tensos que em dias frios, em portões que se abrem mais facilmente em dias frios do que em dias quentes ou nos pequenos ruídos que são escutados durante a noite em objetos da casa (causados pela variação nas dimensões dos objetos).
Na física, o conceito de propagação de calor está relacionado à troca de energia térmica entre diferentes corpos. Esse processo acontece quando temos dois corpos com temperaturas diferentes, o que leva à troca de calor até que ambos alcancem um equilíbrio térmico.
Existem basicamente 3 modos de propagação de calor: a condução, a convecção e a radiação. Um conceito importante nesse contexto é o fluxo de calor, que corresponde à potência térmica do meio onde o calor se propaga.
Um trocador de calor é um equipamento que efetua a transmissão de calor de um fluido para outro. O processo de troca térmica entre dois fluidos em diferentes temperaturas, e separados por uma fronteira sólido, é um processo comum em muitas aplicações específicas no aquecimento e no resfriamento de ambientes, no condicionamento de ar, na produção de energia, na recuperação de calor e no processamento químico.
2.Teoria
A dilatação térmica é a variação das dimensões de um material, causada pela mudança de temperatura. Ao aquecermos uma substância, aumentamos a agitação de suas moléculas, a qual as moléculas se afastam mais causando um acréscimo no tamanho do objeto aquecido. Caso esse seja resfriada, acontece o processo inverso, neste caso a agitação das moléculas diminui e o objeto contrai. Existem algumas exceções onde há anomia, como por exemplo a água que tem um volume maior no estado sólido do que no estado líquido, porém, a maioria dos materiais se comporta desta maneira. Cada substância reage de uma forma à mudança de temperatura, alguns dilatam mais, outros menos. Dizemos então que cada material tem um coeficiente de dilatação, a qual pode ser classificada em três tipos: linear, superficial e volumétrica. A dilatação ocorre nas 3 dimensões do corpo, entretanto, dependendo da distribuição de moléculas desse material poderá ser mais perceptível macroscopicamente apenas dilatação linear ou superficial.
Propagação de Calor é a energia térmica em trânsito entre corpos que estão a 
temperaturas diferentes. O calor passa de um corpo para o outro até que seja atingido
o equilíbrio térmico. Existem 3 modos de propagação de calor:
Condução → É a forma de transferência de calor onde a energia é transferida de partícula para partícula, através da agitação atômico molecular. Logo, só é possível em meios materiais e tende a ser mais acentuada em sólidos, onde a interação entre as partículas é maior. 
Acredita-se que os elétrons livres tenham participação fundamental nesse processo, pois os metais são os materiais que mais eficientemente transmitem a energia por condução, sendo denominados bons condutores ou simplesmente condutores térmicos. Há materiais em que a condução ocorre de modo pouco intenso, sendo denominados maus condutores térmicos ou isolantes térmicos. Estão nesse caso, por exemplo, os líquidos e os gases em geral, o isopor, a madeira, o feltro e a cortiça. Esses materiais têm larga aplicação prática, sempre que se deseja isolamento térmico. Assim, cabos de panela são de madeira ou plástico, geladeiras portáteis são de isopor, calorímetros são isolados com placas de cortiça, etc.
Convecção→É uma forma de transferência de calor que acontece somente em fluidos, isto é, nos líquidos, gases e vapores, uma vez que há movimentação das partículas diferentemente aquecidas no interior do meio, não podendo ocorrer nos sólidos. Sua causa é a mudança de densidade dos fluidos com a temperatura.
Quando um fluido é aquecido por sua parte inferior, esta região se torna mais quente, menos densa, e o fluido sobe; a região superior do fluido, relativamente mais fria e mais densa, desce. Formam-se então as denominadas correntes de convecção (uma ascendente quente e outra descendente fria), que podem ser visualizadas se colocarmos um pó fino, como serragem, no interior do líquido;
Irradiação→ Corpos a qualquer temperatura possuem a propriedade de emitir ondas eletromagnéticas ou radiação. Isso é chamado de irradiação térmica. As características dessa radiação dependem da temperatura que o corpo se encontra, verificando-se que quanto maior a temperatura maior a frequência e maior a intensidade de energia irradiada. 
Trocas de calor é o estudo de trocas de calor seja realizado com maior precisão, este é realizado dentro de um aparelho chamado calorímetro, que consiste em um recipiente fechado incapaz de trocar calor com o ambiente e com seu interior. Dentro de um calorímetro, os corpos colocados trocam calor até atingir o equilíbrio térmico. Como os corpos não trocam calor com o calorímetro e nem com o meio em que se encontram, toda a energia térmica passa de um corpo ao outro. O princípio de trocas de calor possui mesmo módulo, porém apresenta sinais contrários, ou seja, o corpo que recebe calor é positivo e o corpo que cede (perde) calor é negativo. 
1ª Pratica
Dilatação e Condução de Calor
1. Objetivo
a) Estudar o Fenômeno de dilatação térmica
b) Estudar o Fenômeno de condução de calor
2. Materiais Utilizados
3.Procedimento Pratico
Inicialmente mediu-se o comprimento inicial da barra com uma régua, Posicionou-se o relógio comparador na posição inicial, ou seja, zero. Verificou-se a temperatura inicial marcada no termômetro da barra. Após isto os valores marcados no relógio comparador começaram a ser verificados a partir do momento em que o sistema envolvendo a água dentro do reservatório entrou em estado de ebulição fazendo com que o vapor percorresse pela mangueira e chegasse na barra. Após isso, mediu-se a temperatura no termômetro do gerador, anotou-se os valores marcados no relógio comparador para se medir a dilatação encontrada no material.
4.metodologia
Através do estudo que foi apresentado na sala de laboratório, a partir da equação de dilatação térmica: Δl= l0 x α x Δt, e possível calcular a dilatação da barra metálica e assim achar o coeficiente de dilatação linear.
Depois que achado coeficiente de dilatação linear, foi verificado assim o fluxo de calor, com a equação de Ϥ=-K x A x Δt / l0 e com isto foi achado um resultado
Os passos seguintes para que amostre os resultados;
1º a construção das tabelas de dados que está sendo apresentado no item 5;
2º a montagens dos cálculos que está representado na equação α=Δl/l0xΔt, no item 6, a onde que descobri-o o coeficiente da barra metálica, e o fluxo de calor
5. Dados
	l0
	t0
	tf
	Δt
	Δl
	α
	486 mm
	24°c
	99°c
	75°c
	0,63 mm
	1,7x10-5
l0= 495 – 9= 486 mm
t0= 24°c
tf= 99°c
Δt= 99-24=75°c
Δl= 63 / 100= 0,63 mm
D= 0,7 cm→	7 m
6. Cálculos
6.1 coeficiente de dilatação linear
α=Δl/l0xΔt= 0,63 mm/ 486 mm x 75 = 0,63 / 36450
α= 1,7x10-5
6.2 Fluxo de calor
A= π(7)2 / 4 Ϥ= -400 x 38,48 x 75 / 486
A= 38,48 Ϥ= 2375,30 w
7. Conclusão
Explique, de acordo com a pesquisa realizada, porque os materiais se dilatam e conduzem o calor de forma distinta em função das suas características(cobre, latão e aço inoxidável)
Primeiramente é necessário entender porque um sólido dilata: a dilatação de um sólido com
o aumento de temperatura ocorre porque, com o aumento da energia térmica, aumentam as vibrações dos átomos e moléculas que formam o corpo, fazendo com que passem para posições de equilíbrio mais afastadas que as originais. As substâncias metálicas não dilatam em quantidades iguais por causa da diferença de intensidade das ligações, uma vez que a intensidade de uma ligação depende da quantidade e tamanho dos átomos e da estrutura da ligação. Os objetos que nos cercam, assim como nós mesmos, somos formados por pequenas partículas conhecidas como moléculas. Esses objetos, quando se encontram no estado sólido, terão as suas moléculas fortemente ligadas uma nas outras e por isso a movimentação delas se restringe a pequenas oscilações.
O grau dessas oscilações determina uma grandeza física muito conhecida por nós, a temperatura. Em outras palavras, quanto mais agitadas estiverem as moléculas, maior será a temperatura. Quanto menor o estado de agitação molecular, menor a temperatura.
Desse fenômeno extrai-se uma consequência fundamental para o que se e estuda aqui. Quanto mais agitadas estiverem as moléculas de um determinado objeto, mais afastadas elas estarão entre si. O resultado disso é um aumento no tamanho do objeto, ou seja, quando aquecido, ele sofre uma dilatação.
A dilatação térmica é algo muito comum no nosso dia a dia, pois os objetos são constantemente submetidos a variações de temperatura. Na engenharia, esse fenômeno deve ser considerado na construção de algumas edificações, como por exemplo, na construção de pontes e viadutos.
Essas construções costumam ser feitas em partes e, entre essas partes, existe uma pequena folga para que, nos dias quentes, ocorra a dilatação sem nenhuma resistência. Do contrário, teríamos algum comprometimento da estrutura.
Portanto, verifica-se que o cobre teve menor dilatação em relação ao aço e o latão, pelo fato de suas características físico-químicas serem diferentes como, por exemplo, o raio atômico que do cobre é 1,28. Ou seja, a dilatação é diretamente proporcional ao coeficiente de expansão linear. 
2° Prática
Propagação de calor
1.Objetivo
Fazer uma análise qualitativa da convecção térmica e da radiação térmica.
2. Material utilizado
CONJUNTO DEMONSTRATIVO DOS MEIOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR
3. Procedimento prático
Foi posto CONJUNTO DEMONSTRATIVO DOS MEIOS DE PROPAGAÇÃO DO CALOR, através da irradiação de calor, foi visto que assim que o calor que estava na parte inferior do biombo se encontrava com ar mas frio do lado de fora, fazia a hélice girar. Quando foi posto uma folha de papel a hélice parou de girar, porque foi bloqueado as massas de ar se encontra.
4. Explicação dos fenômenos observados
4.1: convecção
-O porque do anteparo ser da forma apresenta
A massa fluida esta contida dentro do anteparo, com um termômetro para medir o fluido que está dentro, com variação de temperatura com 2 pontos, chegando a 38°c, a temperatura e menor do lado de fora com está dentro do anteparo.
-O porque das hélices girarem
Por causa das medidas de agitação das moléculas, as moléculas esta menos agitadas do lado de fora do que dentro do anteparo. E porque o anteparo está aberto para acontecer a troca de calor se ele estive-se fechado não giraria e sessaria a troca de calor.
4.2: Irradiação
Umas das características são as cores, Imagine que você pode ser o proprietário de uma bela casa, disposta num terreno de modo que ela esteja exposta à luz solar durante todo o dia. Na região em que essa casa foi construída a temperatura média durante o dia é bastante alta, em torno de 30°C. Sabendo que você terá que decidir dentre as seguintes cores: preto, azul-escuro, verde, amarelo ou branco; e tendo em vista que você priorize o conforto térmico no interior da sua casa nova, qual das cores citadas será a melhor escolha para uma temperatura menor no interior da residência? Por quê? Ou, ainda, por que sentimos mais “calor” quando utilizamos roupas escuras?
Quando colocamos a mão nas paredes de uma churrasqueira, a energia térmica a atinge por condução através da parede da churrasqueira. Se a mão for colocada acima da mesma, mas sem tocá-la, a energia térmica a atinge por meio de correntes de convecção de ar aquecido que se movem para cima. Se a colocarmos em um dos lados da churrasqueira, a mão ainda percebe a energia térmica da fonte. Embora a condução do ar seja desprezível e a mesma esteja fora da trajetória das correntes de convecção a energia térmica agora é transmitida por radiação. O termo radiação refere-se à emissão contínua de energia da superfície de todos os corpos. É chamada de energia radiante e tem a forma de ondas eletromagnéticas, diferindo destas apenas no comprimento e na frequência. Essas ondas propagam-se com a velocidade da luz e são transmitidas no vácuo ou no ar (independentemente do meio ser material ou não), embora pode-se dizer que elas se propaguem melhor no vácuo, já que o ar tem a tendência de absorver parcialmente a energia transmitida dessa forma. Toda a vez que as ondas atingem uma superfície que não lhes é transparente como, por exemplo, a superfície de uma mão ou das paredes de um quarto, elas são absorvidas.
3º Pratica
Troca de calor
1-Objetivo
a)observar os principais fatores que ocorrem durante a troca de calor entre uma massa de água no estado sólido (gelo) e uma massa de água no estado líquido;
b)Calcular o valor prático do calor latente de fusão do gelo.
2-Materiais utilizados.
Caixa de isopor
Termômetros
Cronometro
Água
Gelo
Balança de precisão
3-Procedimento prático
Foi colocado duas caixas de isopor para o grupo A e B, ficamos com o B, assim foram dados os dados para começar nosso estudo do experimento, foi colocado dentro do isopor água na temperatura inicial de 70ºc e o gelo -10°, para que assim que estudamo a troca de calor ate atingir o equilíbrio térmico, com de acordo com o tempo.
4-Metodologia
Nesse experimento tem-se o objetivo calcular quanto a troca de calor e trocado entre duas temperaturas diferentes ao colocar uma quantidade de água aquecida com um recipiente com gelo.
Utilizando o termômetro, descobre a temperatura inicial de ambas parte, colocando dentro do isopor e logo foi colocado a tampa para que evitar que haja a troca de calor do sistema com ambiente, através do orifício na tampa foi introduzido o termômetro, e a partir da equação que foi dado para calcular as trocas de calor que é (mg x cg x Δt1) + (mg x lf) + (mg x cág x Δt2) + (mág x cág x Δt3) + (mrec x cal x Δt4)=0; a onde que poderemos acha os deltas que estará apresentado nos itens dos cálculos.
1º passo da construção do relatório foi apresentação dos dados no item 5;
2º passo a construção dos cálculos desenvolvido;
3º a construção do gráfico.
5-Dados
	mgelo= 211 g
	t0 gelo= -10ºc
	mágua= 487 g
	t0 água= 70°c
	mrecipiente alumínio= 30 g
	t0 recipiente alumínio= -10ºc
	(tfusão) gelo= 0ºc
	tequilíbrio térmico= 20°c
	cgelo= 0,5 cal/g°c
	cágua= 1 cal/g°c
	caluminio= 0,22 cal/g°c
	
6. Cálculos
	Q1= mg x cg x Δt1
	Δt1= tfusão – (t0)gelo
	Q2= mg x Lf
	Δt2= teq – tfusão
	Q3= mg x cág x Δt2
	Δt3= teq - (t0)água
	Q4= mág x cág x Δt3
	Δt4= teq – (t0) rec/al
	Q5= m rec/al x c alu x Δt4
	
Δt1= 0 - (-10)= 10°c
Δt2= 20 – 0= 20°c
Δt3= 20 – 70= -50°c
Δt4= 20 - (-10)= 30°c
Q1= 211g x 0,5 cal/g°c x 10°c= 1055=> 1,1
Q2= 211g x Lf=>	211 x 89,46= 18876,76=>18,9 + 1,1= 19
Q3= 211g x 1 cal/g°c x 20°c= 4220=>4,2 + 19= 23,2 + 0,2= 23,4
Q4= 487g x 1 cal/g°c x (-50)= -24350=> 24,3
Q5= 30g x 0,22 cal/g°c x 30°c= 198=> 0,2
Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5=0
1055 + (211g x Lf) + 4220 + (-24350) + 198=0
(211 x Lf) – 18877= 0
Lf= 18877/211
Lf= 89,46
Gráfico em anexo!
7-Conclusão
Através do experimento realizado, verificamos que ocorreu troca de calor entre os dois corpos, ou seja, a água cedeu calor para o recipiente com gelo até os dois atingirem
o equilíbrio térmico (temperaturas iguais = 20°C), Esse processo acontece porque os corpos sentem a necessidade de ceder e receber calor. 
Durante a mudança de estado físico a temperatura do gelo ficou constante no 0°c
Práticas de Calorimetria
Turma:3072
Nome: Fábio constantino dos santos
Fábio da silva