Relatorio 3 Massa Esp de Liquidos

Prévia do material em texto

Universidade Estácio de Sá – CampusMacaé
	
	
	Curso: 
	Disciplina: 
CCE0848 - FÍSICA EXPERIMENTAL II
	Turma: 
3083
	
	
	Professor (a): 
CARLOS EDUARDO BARATEIRO
	Data de Realização:
09/03/2017
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): 
Jéssica Sandre Pereira
Heinrik James Oliveira Silva
Maria Victoria Peixoto dos Santos
Thais Coelho Pires Sobrinho
Weslen Manhães Silva
	Nº da matrícula: 
201601443374
201602327157
201607165066
201601443382
201602839727
Experimento: Massa Especifica de Líquidos.
Objetivos:
Determinar a massa específica de líquidos através da medição da massa e do volume e utilizando a lei de Stevin.
Introdução Teórica:
 A massa específica em qualquer ponto em um fluido é o limite desta razão quando o elemento de volume (v) nesse ponto é cada vez menor. Ela é uma propriedade escalar, sua unidade no Sistema internacional (SI) é o quilograma por metro cúbico (kg/m³). Para encontrarmos a massa específica (ρ) de um fluido em qualquer ponto, isolamos um pequeno elemento de volume (v) ao redor desse ponto e medimos a massa (m) do fluido contida dentro desse elemento. A massa específica é então definida pela seguinte fórmula: ρ =m/v.
 A diferença entre densidade e massa específica fica bem clara quando falamos de objetos ocos. Neste caso a densidade leva em consideração o volume completo e a massa específica apenas a parte que contêm substância.
 O Teorema de Stevin é a Lei Fundamental da Hidrostática, a qual relaciona a variação das pressões atmosféricas e dos líquidos. Assim, o Teorema de Stevin determina a variação da pressão hidrostática que ocorre nos fluidos, sendo descrito da seguinte forma: “A diferença entre as pressões de dois pontos de um fluido em equilíbrio (repouso) é igual ao produto entre a densidade do fluido, a aceleração da gravidade e a diferença entre as profundidades dos pontos.” 
 Dessa forma, o Teorema de Stevin é representado pela seguinte expressão:
∆P = γ*∆h ou ∆P = d*g*∆h
Onde,
∆P: variação da pressão hidrostática (Pa) 
γ: peso específico do fluido (N/m3) 
d: densidade (Kg/m3) 
g: aceleração da gravidade (m/s2) 
∆h: variação da altura da coluna de líquido (m)
 Uma das aplicações do Teorema de Stevin são os vasos comunicantes. Num líquido que está em recipientes interligados, cada um deles com formas e capacidades diversas, observaremos que a altura do líquido será igual em todos eles depois de estabelecido o equilíbrio. Isso ocorre porque a pressão exercida pelo líquido depende apenas da altura da coluna. 
 É possível escrever a pressão para dois pontos distintos da seguinte forma:
   
PA = d*g*hA
PB = d*g*hB
 Nesse caso, podemos observar que a pressão do ponto B é certamente superior à pressão no ponto A. Isso ocorre porque o ponto B está numa profundidade maior e, portanto, deve suportar uma coluna maior de líquido. Podemos também, utilizar um artifício matemático para obter uma expressão que relacione a pressão de B em função da pressão do ponto A (diferença entre as pressões), observando:
PB - PA = d*g*hB – d*g*hA
PB - PA = d*g*(hB - hA)
PB - PA = d*g*h
PB = PA + d*g*h
Materiais Utilizados:
Sistema de Vasos Comunicantes - EQ048;
Seringa de injeção;
Óleo;
Água; 
Balança digital;
Duas Provetas;
Paquímetro;
Procedimentos:
Foram anotados os dados dos instrumentos de medição que foram utilizados no experimento;
Foram medidas as massas das duas provetas 1 e 2, a serem utilizadas com a balança digital e anotados as incertezas consideradas;
Foram acrescentados água na proveta 1 e óleo na proveta 2;
Foi medido o volume indicado nas escalas das provetas 1 e 2 e anotado as incertezas consideradas;
Foi medida a massa de cada proveta com seu liquido, após o acréscimo dos líquidos foi utilizado à balança e as incertezas consideradas;
Com o dispositivo de Vasos Comunicantes EQ048, foi colocado água até a marca de zero do dispositivo;
Com a seringa foi colocado 1 cm³ de óleo em um dos ramos e foram anotados os valores de h0 (h0 + h1) e (h0 + h2), utilizando o paquímetro e considerando as incertezas da medição;
Foi acrescentado novamente 1 cm³ de óleo no mesmo tramo anterior e repita as medições de h0 (h0 + h1) e (h0 + h2);
Foi acrescentado novamente 1 cm³ de óleo no mesmo tramo anterior medindo h0 (h0 + h1) e (h0 + h2).
Dados:
	
	Modelo
	Fabricante
	N° Série
	Faixa de Medição
	Resolução
	Dados do Paquímetro
	Seses 228293
	Digimess
	100.003
	200 mm
	0,05 mm
	Dados da Balança
	BP6
	Filizola
	144046
	6 kg
	1 g
	Proveta 1 (Água) 
	Medição da Massa sem liquido
	Incerteza
	0,120 kg
	0,5 g
	Proveta 1 (Água)
	Medição da Massa com Liquido
	Incerteza da Medição da Massa
	Medição do Volume
	Incerteza do Volume
	0,150 kg
	0,5 g
	50 ml
	0,5 ml
	Proveta 2 (Óleo)
	Medição da Massa sem liquido
	Incerteza
	0,086 kg
	0,5 g
	Proveta 2 (Óleo)
	Medição da Massa com Liquido
	Incerteza da Medição da Massa
	Medição do Volume
	Incerteza do Volume
	0,108 kg
	0,5 g
	50 ml
	0,5 ml
	
	Medição
 de h0
	Incerteza 
de h0
	Medição
 de h0 + h1
	Incerteza 
de h0 + h1
	Medição 
de h0 + h2
	Incerteza 
de h0 + h2
	Medida 1 
(1cm³)
	65,7 mm
	0,025 mm
	76,4 mm
	0,025 mm
	80,5 mm
	0,025 mm
	Medida 2 
(+ 1cm³)
	57,7 mm
	0,025 mm
	82,7 mm
	0,025 mm
	85,8 mm
	0,025 mm
	Medida 3
 (+ 1cm³)
	55,6 mm
	0,025 mm
	88,4 mm
	0,025 mm
	92,9 mm
	0,025 mm
Cálculos:
Transformações de unidades:
0,50 ml – 0,05 l
0,05 l / 1000 = 0,00005 m³
92,9 mm / 10 = 9,29 cm
88,4 mm / 10 = 8,84 cm
Massa Especifica Proveta 1:
ρ = m/v
ρ = 0,150/0,00005
ρ = 3 kg/m³
ou 
3 kg/m³ / 1000 = 0,003 g/cm³
Massa Especifica Proveta 2:
ρ = m/v
ρ = 0,108/0,00005
ρ = 2,16 kg/m³
ou 
2,16 kg/m³ / 1000 = 0,00216 g/cm³
Massa Especifica (óleo) no Vaso Comunicante:
ρ² * h² = ρ¹ * h¹
ρ² * 8,84 = 1 * 9,29 
ρ = 9,29 / 8,84
ρ² = 1,05 g/cm³
Conclusões: 
Foram encontrados os seguintes dados:
Massa da Proveta vazia 1 – 0,120 kg ± 0,5g
Massa da Proveta vazia 2 – 0,086 kg ± 0,5g
Massa da Proveta com liquido 1 – 0,150 kg ± 0,5g
Massa da Proveta com liquido 2 – 0,108 kg ± 0,5g
Volume dos fluidos nas provetas 1 e 2 – 50 ml ± 0,5ml
Valores de h1 – 76,4 mm ± 0,025 mm / 82,7 mm ± 0,025mm / 88,4 mm ± 0,025mm
Valores de h2 – 80,5mm ± 0,025mm / 85,8mm ± 0,025mm / 92,9mm ± 0,025mm
Foi calculada a massa especifica de cada fluido em sua respectiva proveta, encontrando os seguintes resultados: ρ (1) = 3kg/m³ ou 0,0003g/cm³ e ρ (2) = 2,16kg/m³ ou 0,00216 g/cm³. 
Foi utilizado o Teorema de Stevin para encontrar a massa especifica do fluido (óleo) acrescentado no Sistema de Vasos Comunicantes, encontrando o seguinte resultado: ρ = 1,05 g/cm³ ± 0,025 mm. 
Verificou-se que a massa especifica do fluido (óleo) pela medição da massa, com auxilio da proveta e balança, pela formula ρ=m/v, foi encontrado um valor com maior incerteza, de acordo com seu valor teórico de 0,8 g/cm³. Já com a utilização obtida do Sistema de Vasos Comunicantes, com o auxilio do paquímetro, utilizando o Teorema de Stevin, foi encontrado um valor mais satisfatório do que o anterior, levando em consideração seu valor teórico.
Observando-se os valores obtidos no experimento e comparando-os com os valores teóricos, podemos perceber que houve uma pequena discrepância entre eles, mas não tão significativa, a qual pode ser notada pelo erro encontrado. Essa diferença entre os valores teóricos e os experimentais pode ser explicada por alguns erros que talvez possam ter ocorrido durante o experimento. Por exemplo, a balança poderia estar mal calibrada. No geral, o experimento foi muito importante, pois saber determinar experimentalmente a massa específica de líquidos é essencial.