Atividade pratica » Física Termodinâmica e Ondas

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ATIVIDADE PRÁTICA DE FÍSICA 
 – TERMODINÂMICA E ONDAS 
 Nome :Rafael Ricardo Behrend 
 Centro Universitário Internacional Uninter 
 PAP Tres lagoas 
 E-mail: rafaelbehrend@gmail.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 flutuab ilidade. 
 Foram feitos experimentos com diversos materiais e fluidos para que descobríssemos por que 
alguns corpos flutuam e outros afundam. 
 
 
 
 
 Anális e 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 os 
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, devemos 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 prop riedade s dos gases no sécu lo XVII. Ele perceb 
eu 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 re sumiu se us resu ltados no que hoje 
são a s chamadas de leis de Boyle. Observando os dados abaixo coletados a partir 
dos experimentos, chegamos à conclusão de que à medida que a pressão aum enta, o 
volume do gás diminui. A relação entre volume e pressã o 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 compa rado o calor específico de metais comuns com 
o calor específico da água. E o ca lor 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 calo r específico de 4.18 J/(g · °C). 
 
Analisando a variação de temperatura da água, ela gan ha calor. p ortanto 
para os cálculos os valores são positivos, entretanto os metais em contato 
com a agua, perdem calor e ficam nos cálculo s de calor específico com a tempe ratura 
negativa. 
 Variação de temperatura da água quando colocado a amostra de 
metal, calculando: 
 Temperatura inicial: 25 ºC 
 Temperatura final com a amostra de alumínio: 27,39 ºC 
 Variação de temperatura: 2,39 ºC 
 Temperatura inicial: 25 ºC 
Temperatura final 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 final quando colocada na água: 27,39 ºC 
Variação de tem peratura d o Alumínio: - 172,61 (o sinal negativo indica a 
perd a de temperatura) 
 O Aço 
 Temperatura inicial: 200º C 
 Temperatura final 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 mais rápido, pois seu calor específico e 
mais baixo que do alumínio e por tanto serão m ais ráp idas gerando 
economia de tempo e energia para o preparo dos alimentos sendo mais eficientes. 
 As p anelas de Alumínio, precisam de ma is ca lor. 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 a ço 
que são retiradas do congelador, perdem ca lor para o am biente, tende ndo ao 
equilíbrio. Mais rápido o aço inox que as lata s de alumínio. 
 Experimento: 
Aplicando a mesma quantidade de calor, em dois casos diferentes. O 
primeiro ca so somente água, e no segundo ca so água e aço, observamos que: 
 Q=M x ∆t x C 
Isolando ∆t, temos que ∆t = __Q _ A variação de tempe ratura é 
inversame nte 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 á gua: do e stado sólido ao estado 
líquido e ao estado gasoso. 
 Introdução 
 Muitas substâncias podem existir tanto no estado sólido quanto no estado 
líquido. Uma substância no estado líquido tem energia té rmica 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 t ransição 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 um a 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 temperatu ra enquanto ainda havia gelo na água? Por quê? A tem 
peratura d iminuiu p orque oco rreu troca d e calor entre o gelo e a água, até atingir a 
temperatura mínima da água, antes de se torna r 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 n o 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 b om, com o céu 
limpo. O ponto de evaporação da água com pressão normal é de 100 °C. A p 
artir de sua s observações sobre o ponto de evaporação e a pressão do ar, o que você conclui? 
 Quanto menor a pressão do 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.