Pilha Caseira

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MINISTÉRIODAEDUCAÇÃO
FUNDAÇÃOUNIVERSIDADEFEDERALDAGRANDEDOURADOS
FACULDADEDEENGENHARIA
SISTEMAD
EENSINOPRESENCIALCONECTADO
Dourados
2018
FELIPEGALILEUMARTINS
FABIANYUITIROOHARA
GABRIELALVESFANALI
LAURABEATRIZTEODOROQUINTELA
PATRICKDEOLIVEIRAGUEDES
VINICIUSZANARDORODRIGUES
CURSODEENGENHARIADEENERGIA-UFGD
FABRICAÇÃODEUMAPILHACASEIRA
Dourados
2018
Pilhacaseira
Relatório Experimental apresentado ao Curso de
EngenhariadeEnergiadaUFGD-UniversidadeFederalda
Grande Dourados,para a disciplina Planejamento,
Montagem eExecução deExperimento referenteao
experimentofabricaçãodePilhacaseirarealizadodia
02/04/2018
Prof.Dr.OrlandoM.Jr.
FABIANYUITIROOHARA
GABRIELALVESFANALI
LAURABEATRIZTEODOROQUINTELA
PATRICKDEOLIVEIRAGUEDES
VINICIUSZANARDORODRIGUES
DOURADOS-MS
2018
SUMÁRIO
SUMÁRIO 2
1. RESUMO 3
2. INTRODUÇÃO 4
3. OBJETIVOS 5
4.MATERIALUTILIZADO 6
5. DESENVOLVIMENTO 7
6. RESULTADOSEDISCUSSÕES 10
7.CONCLUSÃO 15
REFERÊNCIAS 16
3
1.RESUMO
Apilhafoiconstruídaapartirdelimõescomoomeioácidoeplacasdezinco
edecobrecomoânodoecátodo.Omultímetrofoiutilizadoparamensuraratensão
geradapelasolução,eosresultadosobtidosforamcomparadoscomexperimentos
deoutrosgrupos.
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2.INTRODUÇÃO
AEletroquímicaéoramodaquímicaresponsávelporestudartodosos
processosquímicosqueenvolvem reaçõesdeóxido-reduçãoentresubstâncias,
comoatransformaçãodaenergiaquímicaemenergiaelétrica.Quandoaconteceum
processoquímicoespontâneoqueproduzcorrenteelétricaoudiferençadepotencial
entredoispolos,chamamosdepilhaoubateria.Poroutrolado,quandooprocesso
químicoocorredeformanãoespontânea,esteéinduzidoporumacorrenteelétrica
deumafonteexterna,talprocessoédenominadoeletrólise.
Atendênciadeperderoudoarelétronsdassubstâncias,visandooequilíbrio,
geraum estudoespecíficonaquímica,chamadodeEletroquímica.Reaçõesde
oxirredução,tantopodem gerarcorrenteelétrica,comoserem iniciadasporuma
correnteelétrica.Estaúltimarecebeonomeespecialdeeletrólise,eaprimeiraé
responsávelpelosdispositivosconhecidoscomopilhas,bateriaseacumuladores.
Em1836,JohnFredericDaniellcriouumtipodepilhausandozincoecobre
metálicosesoluçõesdesulfatodecobreedezinco.Estapilhafoirapidamente
incorporadapelosIngleseseAmericanosemseussistemastelegráficos.APilhade
Daniell,comoéconhecida,éumexperimentoclássicoefácilderealizar,equeilustra
com propriedadeosfenômenoselétricosdeumareaçãodeoxirreduçãocom
formaçãodeíons.
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3.OBJETIVOS
Esteexperimentotem comoobjetivosaconstruçãodeumapilhapelos
acadêmicos,assimcomoumaanálisedosdadosobtidoseumacomparaçãoentre
osresultadosdepilhascomdiferentesconfigurações
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4.MATERIALUTILIZADO
 1PlacadeCobre(2.5cmx9.5cm)
 1PlacadeZinco(2.5cmx9.5cm)
 2Limõesmédios
 1multímetrodigital(Instrutherm,modeloMDA-235)
 1RecipientePlásticode300ml
 1Estilete
 1Bancadademadeira
 1cronômetrodigitaldetelefonecelular
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5.DESENVOLVIMENTO
OexperimentofoirealizadonoLAMAE(LaboratóriodeAcionamentose
MáquinasElétricas)sobumabancadademadeiraeutilizandoummultímetrodigital,
limões,placasdezincoedecobre,recipienteeestilete.
Figura1.Materiaisutilizados
Fonte:Própria
Oexperimentofoidivididoemtrêspartes:placasinseridasnolimão,sucode
umlimãonorecipienteesucodedoislimõesnorecipiente.
Aoiniciaraprimeirapartedaprática,umaincisãofoifeitacomoestileteno
limãoseguidodainserçãodasplacasdezincoeaofinalconectandoosfiosdo
multímetro nas placas.Os dados foram coletados a cada dois minutos
cronometradosnototaldecincovezes.
Figura2.Primeiraconfiguraçãodoexperimento
Fonte:Própria
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Asegundapartefoirealizadaespremendoumlimãonorecipiente,inserindo
asplacaseconectandoosfiosdomultímetrorespectivamenteemedidocincovezes
acadadoisminutos.
Figura3.Segundaconfiguraçãodoexperimento
Fonte:Própria
Aterceirapartefoifeitadamesmamaneiraquesegundaparte,porémcom
doislimõesespremidosutilizados.
Figura4.Terceiraconfiguraçãodoexperimento
Fonte:Própria
Duranteaprática,foramcoletadasinformaçõesdeexperimentosdeoutros
grupos,queutilizaramoutrassoluçõesemeiosácidos,comoobjetivodecomparar
osdadosobtidos.
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Figura5.Experimentosdeoutrosgrupos
Fonte:Própria
10
6.RESULTADOSEDISCUSSÕES
Para a primeira medição,os valores obtidos em função do tempo
apresentaram constantecrescimento,decaracterísticalinear,atingindoseuvalor
máximonaúltimamedição.
Narealizaçãodoexperimento,fizeram-seduassecçõesemladosopostosdo
limãoeintroduziram-seasplacasdezincoecobre.Osvaloresforammarcadosnum
intervalode2minutosentrecadamedição,numtotaldecincomedições,eosdados
foramorganizadosnaseguintetabela:
Pilha1
Horas(a.m.) Tensão(V)±0,006
11:10 0,881
11:12 0,883
11:14 0,888
11:16 0,894
11:18 0,895
Média ... 0,888
Tabela1.Dadosfundamentadoscoma
leituraperiódicaemumespaçodetempo.
A partirdosdadoscoletados,pode-seconstruirográficoqueindicaa
procedênciadosvaloresobtidosdetensãodapilhaemfunçãodotempodemedição:
Figura5.Gráficodocomportamentodatensãonominaldapilha1pelotempo
Fonte:Própria
Percebe-sequeaevoluçãodosvaloresdevoltagem obtidospelapilha
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mostrou-seconstantementecrescente,tornandoalinhadetendêncialineare
crescente,comumcoeficienteangularpositivo.
Asegundaconfiguraçãodapilha,diferentementedaprimeirajámencionada,
osdadosobtidossecomportaramdeformanãolinearcomodecorrerdotempo,no
qualhouveumasignificativacrescentenaleituradatensãoalcançandoumpicoe
logoapósdecairconformeotempodeanálise.
Osistemaforamanipuladodamesmaformaqueaconfiguraçãoanterior,
comumadiferençadetempodedoisminutosecomumamargemestatísticade5
leituras–valeressaltarquetodasasleiturasapresentadasdestaconfiguração
estavamimersasemumambientedetemperaturaquaseconstantede23ºC.
Tabela2
 
Horas
(a.m)
Tensão
(V)±0,006
11:19 0,928
11:21 0,943
11:23 0,942
11:25 0,94
11:27 0,935
Média
...
0,938
Tabela2.Dadosfundamentadoscoma
leituraperiódicaemumespaçodetempo.
Estaconfiguraçãodepilhaforaconstruídadaseguinteforma:houveaextração
doconteúdodeumúnicolimão(daespécieC.xlatifólia,popularmenteconhecida
comolimãotahiti)em um recipienteplástico.Logoapós,feitaainserçãodos
elétrodoszincoecobrenasolução.ComumpHentornode2,1(BRITOetal.,2017).
Destaforma,tornou-sepossívelaconstruçãodeumgráficoquecorrespondea
variaçãodatensãodapilhapelotemponoqualforasubmetidaaleituras.
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Figura6.Gráficodocomportamentodatensãonominaldapilha2pelotempo
Fonte:Própria
Ográficomostradoacimarelacionaocomportamentodasleiturasdapilha
comopassardotempo,noqualédescritoumfenômenoparabólico–havendoum
aumentoexpressivoedepoisumaquedasubstancial.Eparalinearizartalaspecto
foramontadaumalinhadetendência.
Damesmaformaenasmesmascondiçõesqueforafeitoaconfiguraçãoda
2ªpilha,foifeitaaconfiguraçãoda3ªpilha.Aprincipalmudançaefetuadanesta
novaconfiguraçãofoiemquestãoaoaumentodasoluçãonorecipiente,sendofeita
aextraçãodemaisumlimão–numtotaldedoislimõesnorecipiente.
Talconfiguraçãoforapropostaparaverseocasionariaemumaumentoda
tensão(V),tendoem vistaqueeram osmesmoselétrodos.Noentanto,não
alcançouoqueseesperava,sendoquenestaconfiguraçãoficouumpoucoabaixo
decomparadocom asegundaconfiguração,obtendoumamédiapróximada
configuraçãoanterior.
Tabela3
Horas
(a.m)
Tensão
(V)±0,004
11:29 0,911
11:31 0,919
11:33 0,92
11:35 0,916
11:37 0,911
Média
...
0,915
Tabela3.Dadosfundamentadoscoma
leituraperiódicaemumespaçodetempo.
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Figura7.Gráficodocomportamentodatensãonominaldapilha3pelotempo
Fonte:Própria
Umaexplicaçãoplausívelparaestapequenaquedaverificadacomparandoa
2ªpilhacoma3ªpilha,sendoqueestadetinhaumaquantidademaiordasoluçãode
limão,équelogoapósquehouveterminonasanálisesda2ªpilhaocorreua
inserçãodiretadosucodeumnovolimão,nãohavendoatrocaqueasolução–mas
somenteumacréscimo.Sendoassim,umapossívelexplicaçãoparaanotadaquedanasleituras.
Destaforma,tornou-sepossívelaconstruçãodeumgráficoquecorresponde
avariaçãodatensãodapilhapelotemponoqualforasubmetidaaleituras.
OgráficodaFigura7relacionaocomportamentodasleiturasdapilhacomo
passardotempo,noqualédescritoum fenômenoparabólico–havendoum
aumentorelativamentegrandeedepoisumaquedasubstancial.Eparalinearizartal
aspectoforamontadaumalinhadetendênciadocomportamentodaconfiguração
emrelaçãocomotempo.
Comosdadosjápreviamenteestudadoseanalisadostorna-sepossívelfazer
comparaçõescomosresultadosdosoutrosgrupos,noqualosmesmosutilizaram
ostiposdemateriaisparaaexecuçãodapilhaemespecífico.Talcomodemonstraa
tabelaabaixo:
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Tabela4
Materiais
Tensão Média
(V)
Tomate 0,818
Vinagre 0,927
Limão(Outro
Grupo) 0,957
Limão(Thaiti) 0,914
Tabela4:Dadosfundamentadoscomacomparação
comoresultadoobtidopelososoutrosgrupos.
Osdadosmostradosacimamostramavariaçãodosvaloresobtidosparaas
pilhasconstruídascom osdiferentesmateriaisutilizadosnasmesmas.Tendoo
elementoLimãoquesesobressaiuemrelaçãoaosoutros,issodevidoaoseunível
deacidezeconcentração.
Destaforma,tornou-sepossívelaconstruçãodeumgráficoquevislumbrao
comportamentodasquatroconfiguraçõesfeitasdasPilhasdeDaniell,duranteum
período.
Figura8.Gráficodecomparaçãodosresultadosobtidoscomasdiferentesconfigurações
Fonte:Própria
O gráfico mostrado acimarelacionao comportamento dasdiferentes
configuraçõesdasPilhasdeDaniellcomopassardotempo–feitoemlaboratório,
noqualédescritoumfenômenocrescente–havendoumaumentosubstancialao
15
passardotempo.
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7.CONCLUSÃO
Apartirdaanálisedosresultadosfeitanotópicoanterior,podemosconcluir
queoexperimentofoisatisfatório,vistoqueosacadêmicosforam capazesde
construirumapilhaquegerasseumatensãoconsiderável.
Ao compararasconfiguraçõesdosdiversosexperimentos,épossível
observarquequantomaisácidoomeiodeconstruçãodapilha,maiorseu
desempenhoem gerartensão.ATabela5apresentaopHdasmatériasprimas
utilizadas,segundoaliteratura.Éimportanteressaltarque,quantomenoropHde
ummeio,maisácidoestemeioé.
Tabela5
Materiais pH
Fonte
Tomate 4,44
(MORAISetal.,2017)
Vinagre 2,33
(PETROWetal.,2011)
Limão(Thaiti) 2,10
(BRITOetal.,2017)
Tabela4:Dadosfundamentadoscomacomparação
comoresultadoobtidopelososoutrosgrupos.
AnalisandoaTabela5ecomparando-acomaTabela4,podemosverificaras
relaçõesentreovalordepHdomeioácidodapilhaeasuaeficiência.Comparado
aosdemaisgrupos,osqueutilizaram limãotiveram desempenhoaproximadoou
maiordoqueosdemais.
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REFERÊNCIAS
BRITO,K.D;FILHO,J.I.S.;OLIVEIRA,H.B.L.;ARAÚJO,B.G.;NETO,E.P.;LIMA,F.C.
S.EstudoexperimentaldolimãoTahiti(CitruslatifóliaTanaka):composiçãofísico-
químicaedemineraisdapolpainnaturaedoresíduoalbedo.2017.Periódico–
Instituto Federal da Paraíba. Disponível em
<http://periodicos.ifpb.edu.br/index.php/principia/article/viewFile/1298/778>.
Acessoem7abr2018.
MORAIS,R.L.;RINALDI,M.M.;PINTO,D.D.J.;GOÍS,P.F.CARACTERÍSTICASFÍSICO-
QUÍMICASDOTOMATESOBCONDIÇÃOAMBIENTE.2017.UniversidadeEstadualde
Goiás. Disponível em < http://www.abq.org.br/cbq/2007/trabalhos/10/10-21-
71.htm>.Acessoem8abr2018.
PETROW,I.;HEYHASIRO,M.;ALCANTARA,P.;CHEN,F.DeterminaçãodopHdo
vinagre.2011.IXSimpósiodeBaseExperimentaldasCiênciasNatural-Universidade
Federal do ABC. Disponível em < http://becn.ufabc.edu.br/guias/
estrutura_materia/resumo/ES_E1_N_01.pdf>.Acessoem8abr2018.