Experimento de Efeito Joule

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Experimento Efeito Joule
Objetivo:
Este experimento tem como objetivo verificar o efeito Joule, através da variação de temperatura da água pelo o tempo e com isso montar um gráfico e depois calcular o equivalente mecânico do calor que consiste num fator constante que relaciona caloria com joule que inicialmente, este valor pretendia relacionar o calor com a energia mecânica. 
Introdução:
Efeito Joule é um fenômeno de transformação da energia elétrica em calor, isso ocorre devido ao encontro dos elétricos da corrente com as partículas do condutor.
Para aquecer um ferro elétrico, uma torradeira, um secador elétrico, é preciso de energia elétrica transformada em calor. Isso é chamado de Efeito Joule. Quando uma lâmpada é ligada ela se aquece com o tempo, esse acontecimento também é denominado Efeito Joule. Para que esse efeito aconteça são necessários resistores, pois é através deles que todo esse processo acontece.
Conforme a temperatura aumenta o calor propagado para o ambiente também aumenta, mas chega a um momento que essa temperatura estabiliza, pois, a energia não utilizada no sistema (energia dissipada) já foi liberada toda para o ambiente.
Figura 1: Esquema do experimento clássico de Joule
Material utilizado no experimento:
Termômetro;
Água 240ml;
Proveta;
Agitador;
Tampa do calorímetro;
Base do calorímetro;
Aquecedor;
Agitador
Tampa do Calorímetro
Agitador
 Aquecedor
Base do Calorímetro
Procedimento:
Numa proveta mediu-se 240ml de água gelada com temperatura inicial 27,5°C depois colocamos a água numa base do calorímetro. Com uma fonte aplicou-se uma tensão constante de 1Volt e uma corrente também constante de 2.1Ampere, que foi acompanhada a cada 3 minutos a variação de temperatura depois de agitar por 30 seg. A temperatura foi monitorada em função do tempo, através de um termômetro de mercúrio, com seu bulbo colocado próximo do agitador.
Com os dados de temperatura e tempo, foi feito um gráfico de Temperatura X Tempo, com o qual foi possível determinar o equivalente mecânico do calor, utilizando a inclinação da reta do gráfico. 
Tabela com dados coletados:
	Temperatura (°C)
	Tempo (s)
	27,5
	0
	28,6
	180
	29,1
	360
	29,5
	540
	30
	720
	30,4
	900
	30,7
	1080
	31,2
	1260
	31,5
	1440
	31,8
	1620
	32,2
	1800
	32,5
	1980
Gráfico: 
Cálculos e Resultados:
Conclusão
Joule fez este experimento também utilizando uma resistência imersa em um líquido, estu- dando o que chamamos hoje de “Efeito Joule”. O Efeito Joule é a transformação de energia elétrica em calor, que ocorre em condutores percorridos por corrente elétrica. Quando um campo elétrico é aplicado a um condutor (ligando-se os terminais de uma pilha, por exemplo), os elétrons livres do material são acelerados por um certo período de tempo, aumentando assim a sua energia cinética. Porém, essa energia cinética é rapidamente transformada em energia térmica devido às colisões que ocorrem entre os elétrons e a rede cristalina. Isto leva a um aquecimento do condutor, chamado de aquecimento Joule ou Efeito Joule.
Em termos práticos, podemos calcular o equivalente mecânico de calor utilizando o Efeito Joule em um resistor elétrico. Um resistor R deve permanecer em equilíbrio térmico com certa massa de água contida em um recipiente (calorímetro). Fazendo-se passar uma corrente elétrica I constante pelo resistor R, a resistência sofrerá aquecimento (devido ao Efeito Joule), transformando a energia elétrica (W) consumida pelo resistor em calor (Q) que aquece a água e o calorímetro
De acordo com os resultados que encontramos, pode-se provar que, o equivalente mecânico do calor (J) será 
I
A
R
Bibliografia:
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert. Fundamentos de física. 3 ed. Rio de Janeiro: LTC, 1994.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física: mecânica. 4 ed. Rio de Janeiro: LTC, 1996. 330