Atividade Prática Física Termodinâmica e Ondas

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ATIVIDADE PRÁTICA DE 
FÍSICA – TERMODINÂMICA E ONDAS 
 
Nome do Aluno 
Centro Universitário Internacional Uninter 
PAP Cidade - UF 
E-mail: e-maildoaluno.com 
 
 
 
 
 
LABORATÓRIO 20 
 
Densidade e flutuabilidade 
 
 
Objetivo 
 
Aprender a distinguir quando um objeto irá boiar ou afundar. 
 
Introdução 
 
Neste laboratório, através dos experimentos, podemos observar conceitos de massa, 
peso, densidade e flutuabilidade. 
Foram feitos experimentos com diversos matérias e fluidos para que descobríssemos 
por que alguns corpos flutuam e outros afundam. 
 
 
 
 
 
Análise e conclusão 
 
Sabendo que o que determina quando um objeto afunda ou flutua e a densidade, 
torna-se de suma importância fazer os cálculos dela. Para tal é preciso conhecer a 
massa e o volume do objeto. 
Para cada objeto ou fluido encontramos a densidade, conforme as tabelas acima, e 
concluímos que para o objeto afundar ou boiar, analisamos a densidade do objeto e a 
densidade do meio em que está colocado. 
Se o objeto tem a densidade maior que a densidade do fluido, ele irá afundar. 
E se o objeto tem densidade menor que a densidade do fluido, ele irá flutuar. 
Observamos o cálculos da força de empuxo, que atua contrária ao peso do objeto, 
ajudando também na análise de flutuabilidade, pois se o peso (massa x gravidade) for 
menor que o empuxo, o objeto irá flutuar. 
Sendo o peso maior que a força de empuxo, irá afundar. 
Para cálculo de força de empuxo, de vemos usar massa x gravidade. 
 
LABORATÓRIO 21 
 
Pressão e volume de gases 
 
Objetivo 
 
Descobrir como o volume de um balão, preenchido com gás, é afetado ao exercermos 
diferentes pressões sobre ele. 
 
Introdução 
 
O filósofo e teólogo Robert Boyle estudou as propriedade s dos gases no século XVII. 
Ele percebeu que os gases se comportavam como molas. Ao comprimir ou expandir, 
os gases tendem a voltar ao seu volume original. Boyle estudou a relação entre a 
pressão e o volume de um gás e resumiu seus resultados no que hoje são as 
chamadas de leis de Boyle. 
Observando os dados abaixo coletados a partir dos experimentos, chegamos à 
conclusão de que à medida que a pressão aumenta, o volume do gás diminui. 
A relação entre volume e pressão é proporcional e linear. 
 
 
 
 
 
 
LABORATÓRIO 22 
 
Calor específico de metais 
 
Objetivo 
 
Comparar o calor específico da água com o de alguns metais comuns e tirar 
conclusões relacionadas à aplicação dessas propriedades. 
 
Introdução 
 
Neste experimento, foi comparado o calor específico de metais comuns com o calor 
específico da água. E o calor especifico afeta a variação de temperatura de uma 
substância. 
Algumas substâncias necessitam de mais calor para aumentar sua temperatura em 
relação a outras. A quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 
g de certa substância em 1 °C é o que chamamos de c alor específico dessa 
substância. A água, por exemplo, tem calor específico de 4.18 J/(g ·°C). 
 
 
 
 
 
 
Analisando a variação de temperatura da água, ela ganha calor. portanto para os 
cálculos os valores são positivos, entretanto os metais em contato com a agua, 
perdem calor e ficam nos cálculos de calor específico com a temperatura negativa. 
 
Variação de temperatura da água quando colocado a amostra de metal, 
calculando: 
 
Temperatura inicial: 25 ºC 
Temperatura fina l com a amostra de alumínio: 27,39 ºC 
Variação de temperatura: 2,39 ºC 
Temperatura inicial: 25 ºC 
Temperatura fina l com a amostra de Aço: 29,20 ºC 
Variação de temperatura: 4,2 ºC 
 
** A água ganha temperatura 
 
A água neste processo recebe calor, portanto sua equação será: 
Com alumínio 
Q = m x ∆t x C 
Q= 99,8 x 2,39 x 4.18 4 
Q = 997,98 J 
Com Aço 
Q = m x ∆t x C 
Q= 99,8 x 4,2 x 4.184 
Q = 1.753,76 J 
Já os metais neste processo, perdem calor e sua equação fica: 
 
Variação de temperatura do metal, quando colocado na água: 
 
O Alumínio 
 
Temperatura inicial: 200 ºC 
Temperatura fina l quando colocada na água: 27,39 ºC 
Variação de temperatura do Alumínio: - 172,61 (o sinal negativo indica a perda de 
temperatura) 
 
O Aço 
 
Temperatura inicial: 200º C 
Temperatura fina l quando colocada na água: 29,20 ºC 
Variação de temperatura do Alumínio: - 170,80 º (o sinal negativo indica a perda de 
temperatura) 
 
Para o Alumínio 
-Q = m x ∆t x C 
-997,98 = 7,3546 x (27,39 - 200) x C 
-1.269,48 C = -997 ,98 
C = 0,786 J 
 
Para o Aço 
- 1.753,76 = 23,3 374 x (29,20 – 200) x C 
-3.986,03 C = -1.7 53,76 
C = 0,44 J 
 
Baseado neste experimento, podemos deduzir que as panelas de aço inox, serão 
panelas que irão esquentar m ais rápido, pois seu calor específico e mais baixo que 
do alumínio e por tanto serão mais rápidas gerando economia de tempo e energia 
para o preparo dos alimentos sendo mais eficientes. 
As panelas de Alumínio, precisam de mais calor. Seu calor especifico é mais alto 
perdem calor para o meio também com mais facilidade. 
Para o caso contrário (ganhando temperatura), latas de alumínio e de aço que são 
retiradas do congelador, perdem calor para o ambiente, tendendo ao equilíbrio. Mais 
rápido o aço inox que as latas de alumínio. 
Experimento: 
Aplicando a mesma quantidade de calor, em dois casos diferentes. O primeiro caso 
somente água, e no segundo caso água e aço, observamos que: 
Q=M x ∆t x C 
Isolando ∆t, temos que ∆t = __Q _ A variação de temperatura é inversamente 
proporcional à M x C massa. 
Quem possuir menor massa, terá maior temperatura. 
 
 
 
Diferença entre as amostras Q = 409,13J 
 
 
 
LABORATÓRIO 23 
 
Mudanças de Estado Físico 
 
Objetivo 
 
Estudar as mudanças do estado físico da água: do estado sólido ao estado líquido e 
ao estado gasoso. 
 
Introdução 
 
Muitas substâncias pode m existir tanto no estado sólido quanto no estado líquido. 
Uma substância no estado líquido tem energia térmica maior em relação ao estado 
sólido. O ponto de fusão designa a temperatura na qual uma substância passa do 
estado sólido ao estado líquido. As moléculas que constituem um gás contêm mais 
energia térmica do que as moléculas da mesma substância no estado líquido. As 
moléculas de um gás estão mais espaçadas umas das outras em relação às moléculas 
de um líquido. A transição da forma líquida para a gasosa é chamada de evaporação 
e ocorre quando fervemos um líquido. O ponto de fusão e o ponto de evaporação são 
propriedades específicas de uma substância. Químicos frequentemente utilizam o 
ponto de fusão e o ponto de evaporação para identificar as substâncias. 
 
 
 
Construindo gráfico com as fases do experimento. 
 
 
 
Dentro do calorímetro a 0º existem dois estados físicos, sólido e líquido. 
 
Aplicando conceitos 
 
O que aconteceu com a temperatura enquanto ainda havia gelo na água? Por quê? 
A temperatura diminuiu porque ocorreu troca de calor entre o gelo e a água, até atingir 
a temperatura mínima da água, antes de se tornar sólio, depois a temperatura subiu 
até a temperatura ambiente do líquido (ponto de fusão). 
Depois que o gelo derreteu a temperatura aumentou. 
O aquecedor continuou ligado após a água atingir seu ponto de evaporação. A água 
manteve a mesma temperatura. 
 
Relacionando causa e efeito 
 
A pressão típica, normal, do ar no nível do mar é de 760 Torr. Essa pressão pode 
variar ±15 Torr dependendo do clima. Por exemplo, a pressão diminui em meio a uma 
tempestade e aumenta quando o clima es tá bom, com o céu limpo. O ponto de 
evaporação da água com pressão normal é de 100 °C. A partir de suas observações 
sobre o ponto de evaporação e a pressão do ar, o que você conclui? 
Quanto menor a pressãodo ar, menor o esforço das moléculas, e menor o ponto de 
ebulição da água. 
 
 
 
Analisando 
 
Na vaporização, precisa de mais energia, porque assim acontecem as quebras 
intermoleculares, sendo que no estado gasoso as moléculas estão mais afastadas 
umas das outras, do que no estado líquido.