Lab II Propagação de calor

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HENRIQUE ALVES DE LIMA
LABORATÓRIO DE FÍSICA 2:
PROPAGAÇÃO DE CALOR
Relatório apresentado como parte da avaliação da disciplina de Laboratório de Física I, do curso de Engenharia Elétrica, UNEMAT, campus de Sinop, ministrada pelo docente Muriel André de Moura.
Sinop – MT
2017
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Calor é a energia térmica em transito entre corpos que estão a temperaturas diferentes. O calor passa de um corpo para o outro até que seja atingido o equilíbrio térmico. Existem três processos de propagação de calor estudados na termodinâmica, são eles: condução, convecção e irradiação. A irradiação é a propagação de ondas eletromagnéticas que não precisam de meio para se propagar, enquanto que a condução e a convecção são processos de transferência que necessitam de um meio material para se propagar.
CONDUÇÃO
É a forma de propagação de calor onde a energia é transferida de partícula para partícula. Logo, só é possível em meios materiais e tende a ser mais acentuada em sólidos, onde a interação entre as partículas é maior.
Considerando-se uma barra de comprimento L e seção reta A, observa-se que a temperatura varia ao longo da barra de uma extremidade a outra de modo contínuo.
CONVECÇÃO
É uma forma de propagação de calor que acontece somente em fluidos, 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.
Ao se aquecer um fluido por sua parte inferior, esta parte se torna mais quente, menos densa e o fluido sobe, enquanto isso, a parte superior mais fria e mais densa, desce, criando assim correntes de convecção
IRRADIAÇÃO
Corpos a qualquer temperatura possuem a propriedade de emitir ondas eletromagnéticas ou radiação, propriedade chamada de irradiação térmica. As características dessa radiação dependem da temperatura que o corpo se encontra, onde quanto maior a temperatura, maior a frequência e maior a intensidade de energia irradiada.
Essa forma se difere das demais, pois as ondas eletromagnéticas conseguem se propagar no vácuo, então não precisam de um meio material.
OBJETIVOS
CONDUÇÃO
Constatar o deslocamento de calor pelas quedas sucessivas dos corpos de prova pendurados.
CONVECÇÃO
Constatar a formação de correntes de convecção pelo movimento da ventoinha.
IRRADIAÇÃO
Constatar a dilatação do mercúrio no termômetro a partir da irradiação feita pela lâmpada incandescente nos corpos de provas, que servem de suporte para os termômetros, pintados de preto e branco. 
MATERIAL
CONDUÇÃO
04 Corpos de prova (borracha)
01 Haste metálica para condução
Parafina
01 Suporte
01 Vela
CONVECÇÃO
01 Cone de papel
01 Lâmpada incandescente
01 Suporte
01 Ventoinha
IRRADIAÇÃO
01 Corpo de prova porta-termômetro branco
01 Corpo de prova porta-termômetro preto
01 Lâmpada incandescente
02 Termômetros de mercúrio
METODOLOGIA
CONDUÇÃO
Prende-se os corpos de prova na haste metálica por meio da parafina, coloca-se a haste metálica no suporte, posiciona-se a vela na extremidade oposta ao suporte da haste e depois a acende.
CONVECÇÃO
Apoia-se a ventoinha no suporte, coloca-se o cone de papel em volta do suporte e liga-se a lâmpada.
IRRADIAÇÃO
Coloca-se os dois termômetros nos dois corpos de prova, anota-se a temperatura inicial, posiciona-se a lâmpada e liga-se a mesma, a cada dois minutos é anotado a temperatura dos termômetros, ao se chegar em 10 minutos, anota-se a última temperatura com a lâmpada ligada, desliga-se a lâmpada, anota-se a temperatura marcada, a cada 2 minutos até o marco de 10 minutos é anotado a temperatura, depois compara-se a variação das mesmas com a lâmpada ligada e desligada.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
CONDUÇÃO
A energia recebida pela vela fez com que as partículas da haste metálica se agitassem, essa agitação transfere a energia pela haste que se propaga até a outra extremidade, esse fato é observável uma vez que os corpos de prova que serviam de indicadores foram um por um caindo após um tempo.
Fonte: Própria autoria.
CONVECÇÃO
O aquecimento da lâmpada no cone de papel aqueceu a massa de ar que existia no espaço entre a lâmpada e o cone. Com esse aquecimento, a massa de ar, que estava em equilíbrio com a sala, se tornou quente, suas moléculas começaram a se “soltar” e a massa, agora menos densa, subiu, e a massa de ar, que se encontrava fora do cone, frio, que era mais densa, adentrou ao cone e enquanto a lâmpada estava ligada, esse ciclo continuou.
Fonte: Própria autoria.
IRRADIAÇÃO
Constatou-se que o corpo de prova de cor preta possui uma variação de temperatura maior do que o corpo de prova de cor branca, evidenciando que, enquanto o corpo preto absorve e libera mais calor, o corpo branco reflete e “segura” mais calor como pode-se observar na tabela abaixo:
	Tempo
	Ligado
	Desligado
	(minutos)
	Preto
	Branco
	Preto
	Branco
	0
	26 ºC
	26 ºC
	35 ºC
	29,5 ºC
	2
	29 ºC
	27 ºC
	33,5 ºC
	29 ºC
	4
	31 ºC
	28 ºC
	31,5 ºC
	29 ºC
	6
	32,5 ºC
	28,5 ºC
	30,5 ºC
	28,8 ºC
	8
	34 ºC
	29 ºC
	29,5 ºC
	28 ºC
	10
	35 ºC
	29,5 ºC
	29 ºC
	27 ºC
 
CONCLUSÃO
Os experimentos realizados obtiveram sucesso esperado para os mesmos, sem algum problema em qualquer uma das etapas, sendo elas mestradas e explicitadas pelo docente, podendo haver algumas interferências não tão consideráveis nos experimentos de condução e irradiação uma vez que o ambiente climatizado poderia afetar o prosseguimento do mesmo, apesar de ter sido desligado ou ter sido aumentado a temperatura do ar condicionado.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
RIBEIRO, Thyago. Propagação de calor. Disponível em: < http://www.infoescola.com/termodinamica/propagacao-de-calor/>. Acesso em: 23 jun 2017.
MARQUES, Dominiciano. Processos de propagação de calor. Disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/processo-propagacao-calor.htm>. Acesso em: 23 jun 2017.
MOURA, Muriel André de. Modelo Relatório Experimental. Disponível em: <http://sinop.unemat.br/site_antigo/prof/foto_p_downloads/fot_13839yelatoyio_expeyimental_pdf_RELATORIO_EXPERIMENTAL.pdf.> Acesso em 23 jun 2017.
MOURA, Muriel André de. Laboratório 5: Propagação de calor. Disponível em: <http://sinop.unemat.br/site_antigo/prof/foto_p_downloads/fot_14383exp_pyopagacao_de_caloy_pdf_EXP_PROPAGACAO_DE_CALOR.pdf> Acesso em: 23 jun 2017