relaório termodinamica fisica experimental 1

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Calorimetria
 
 
 
 
 
Física experimental I
 
Curso: Engenharia de Alimentos - turma: 2016/2
IFMT – Campus Cuiabá Bela Vista 
 
 
 
 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MATO GROSSO
 
Campus Cuiabá Bela Vista 
 
Coordenação do Curso de Engenharia 
De Alimentos
 
Prof. M.Sc. Jonas Spolador
 
 
 
 
Luan Stwart
Luana Brito
Luiz Guilherme
Matheus Baptista
Matheus Samuel
Ricardo Gabriel
 
 
 
 
Cuiabá - MT
 03/11/2016 
RESUMO
 
 A termodinâmica a área da calorimetria que é um ramo da física que estuda as trocas de energia entre corpos. Através dessas trocas a perda de calor que significa, troca de energia assim dizendo que um corpo absorve calor não tem calor. O calor varia em três tipos condução, convecção e irradiação. Cada corpo tem um modo diferenciado no meio natural para ceder ou receber calor. Na pratica usou um voltímetro para configuram a voltagem da fonte, e utilizou glicerina nos três cilindros para que a energia se distribuísse mais uniforme-te e assim facilitando a obtenção dos dados através do programa cidep lab, então ligamos a fonte, e aguardamos 1200 segundos para cada cilindro. Entre os três cilindros o de cobre oque apresentou a maior capacidade térmica que é 531,44 e que possuía a maior massa que é de 1528 gramas, já o alumínio possuiu a menor capacidade térmica, mas por conta do seu material representar um material altamente condutor de energia então possui o maior calor especifico 0,66 J/ºC. Portanto um corpo que possui um valor especifico alto apresenta uma variância maior de temperatura e assim um aumento da temperatura em menor tempo. O latão é o intermediário nos dois quesitos já apresentou uma maior temperatura final, pois possuía a menor massa de todos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 	 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Introdução 
 
 Em termodinâmica, a calorimetria é um ramo da física que estuda a troca de energia entre corpos ou até mesmo entre sistemas, quando essas são apresentadas em forma de calor. O calor significa uma transferência de energia entres corpos. Ou seja: podemos dizer que um corpo recebeu calor, não que ele tem calor. O fluxo de calor varia em três diferentes tipos: condução, convecção e irradiação. Os corpos e as substâncias na natureza reagem de maneiras diferentes quando recebem ou cedem determinadas quantidades de calor. Alguns esquentam mais rápido que os outros. É a isso que chamamos de capacidade térmica. Mas a capacidade térmica não é uma propriedade da substância, ela depende também da massa e do calor específico para ser calculada. Por meio desse desenvolvimento experimental busca-se verificar como ocorre o equilíbrio térmico de um sistema. Medimos para isso a capacidade térmica de um calorímetro experimental e encontramos os calores específicos de diversos materiais sólidos (aço, alumínio e cobre). Utilizando conceitos de termodinâmica alcançamos resultados que satisfazem ao esperado em teoria. O fluxo de calor é obtido a partir de um calorímetro, que é composto por um envolto oco, para que corpos de diferentes materiais possam ser inseridos no mesmo, assim verificando o calor especifico de cada material. O estudo sobre calorimetria depende da compreensão do conceito de calor especifico (c), que é definido como a quantidade de calor necessária para elevar de um grau Celsius a temperatura de um grama da substancia, nesse caso, foi referente aos cilindros de aço, cobre e alumínio.
 (1)
P
 PROCEDIMENTO
Durante a prática foram utilizados os seguintes materiais :
03 blocos calorímétrico composto por cobre, alumínio e latão.
01 resistor com revestimento inoxidável.
01 disco isolante
Conexões elétricas
01 suporte universal
01 sensor de temperatura com termopar.
01 fonte de alimentação de 0 a 30V
01 multimetro digital
01 interface para computador
Glicerina líquida
 
 
(FIGURA 1a)
Antes do início da pratica, era necessário ajustar a fonte de energia que seria utilizada para fornecer a energia para produzir o calor, assim ela foi configurada a 15 VCC, a qual foi necessário o uso de um voltímetro para poder configurar a voltagem da fonte.
Após isso, montou-se todos os equipamentos necessários conforme a figura 1a. Logo após, colocou-se dentro do orifício dos 3 cilindros, foram colocados glicerina, para que a energia térmica dissipada pelo resistor se distribuísse de forma mais uniforme e assim facilitando a captura dos dados do sensor, que é introduzido no orifício menor ao lado.
Tendo tudo organizado, utiliza-se um notebook, com o sistema cidep lab, para que possa fazer comunicação com a interface para poder receber os dados capturados pelo sensor. Por fim, ligasse a fonte, e aguardava 20 min para que seja feita a coleta dos dados, e assim, por conseguinte o mesmo processo com os outros cilindros
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Afim de se obter valores de capacidade térmica e calor especifico dos três objetos analisados, sendo cilindro de latão, alumínio e cobre. Foi determinado através da equação k o valor da potência para cada um que se diferenciava através da corrente elétrica que fora transferido do multímetro. 
Com os valores de tempo, potência e temperatura foi possível se chegar aos valores da capacidade térmica e calor especifico de cada conduto como especificado na tabela abaixo:
	CILINDRO 
	CAP. TER
	CALOR ES
	ALUMÍNIO
COBRE
LATÃO
	302,94
351,44
334,19
	
0,66
0,23
0,23
Entre os três cilindros o de cobre apresentou uma maior quantidade de capacidade térmica, pôs a relação entre a capacidade térmica e a massa e diretamente proporcional e sendo ele o que possuía a maior massa de 1.528 g. Já o alumínio possuir a menor massa, este possuía a menor capacidade térmica dos três cilindros, porem devido a natureza do material ser altamente condutor de energia este possui o maior calor especifico mostrado na tabela acima, já o latão, entre os três cilindro possui uma capacidade térmica e o calor especifico intermediário.
De acordo com os gráficos abaixo observou-se que havia encontrado na teoria, decorrente os 1.200 segundos em que os três cilindros receberam a mesma quantidade de energia térmica o que mais apresentou uma maior temperatura foi o de alumínio, pós este chegou a uma temperatura de 72,13º C, sendo o maior dos três cilindros. O cilindro de latão e cobre apresentaram a temperatura de 64,38ºC e 61,5ºC respectivamente.
 
Conclusão
 
Um corpo que possui um grande calor específico apresentará uma maior variância de temperatura, e por conseguinte uma maior aumento de temperatura, em menor tempo. Fora observado este fenômeno no cilindro de alumínio, que possui um calor específico de 0,66 J/g Cº, o maior de todos, porém por possuir uma massa menor, de 459 g acaba sendo o que possuindo uma menor capacidade térmica, por isso em fiações elétricas não se utiliza fio de alumínio, pois mesmo possuindo uma grande facilidade para transferência de energia, não possui uma grande resistência. Em contrapartida com o cilindro de cobre, o qual possui uma maior massa, de 1528 g, e um calor especifico relativamente alto, de 0,23 J/g Cº, seria mais adequado, pois possuiria uma maior capacidade térmica, ou seja, aguentando uma grande quantidade de energia, não tão grande como a do alumínio como se observou na prática onde o alumínio aqueceu mais rápido, porem possuindo uma resistência maior. O de latão ficou como intermediário por possuir massa intermediaria e calor especifico também, porem na pratica ele apresentou uma maior temperatura final, pois possuía uma massa menor que a do cobre.
 
ANEXO
	 
	i (A)
1,22u (v)
15
	P (w/s)
18,3
	t (s)
1200
	∆Q
21960
	∆t
64,38
	C (J/°C)
341,0997
	M (g)
1453
	c (J/g°C)
0,234755
Tabela A Latão
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	i (A)
1,22
	u (v)
15
	P (w/s)
18,3
	t (s)
1200
	∆Q
21960
	∆t
61,5
	C (J/°C)
357,0732
	M (g)
1528
	c (J/g°C)
0,233687
Tabela B Cobre
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	i (A)
1,21
	u (v)
15
	P (w/s)
18,15
	t (s)
1193
	∆Q
21652,95
	∆t
72,13
	C (J/°C)
300,1934
	M (g)
459
	c (J/g°C)
0,654016
Tabela C Alumínio
 Referências
http://www.sofisica.com.br/conteudos/FormulasEDicas/formulas7.php
https://www.todamateria.com.br/calorimetria/
http://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-calorimetria.htm
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/equacao-fundamental-calorimetria.htm