Experimento_7_-_Lei_do_Resfriamento

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EXPERIÊNCIA 7 
LEI DO RESFRIAMENTO 
 
 
Objetivos da Experiência 
Determinar experimentalmente a lei de resfriamento, a partir de análise gráfica. 
 
Lista de Material 
Um kit por grupo contendo: 
• 1 béquer de 80 ml 
• 1 tubo de ensaio 
• 1 tripé com mufa 
• 1 termômetro 
• 1 aquecedor de água 
 
 
Preparação do Experimento 
1. Leia o texto de apoio : “Lei do resfriamento de Newton” para um embasamento teórico 
mínimo. Se julgar necessário, faça uma pesquisa bibliográfica mais aprofundada a 
respeito. 
2. Vá ao laboratório no horário combinado com os demais membros de sua equipe e 
acertado com o técnico de laboratório para as discussões preliminares. Procure fazer 
um revezamento das atividades entre os membros de sua equipe, assim, se você 
redigiu o relatório no experimento passado, deixe que outro membro da equipe o 
faça, pois a redação do relatório também faz parte do treinamento que todos os alunos 
devem ter. Lembre que a participação de todos no trabalho coletivo pode influir na 
nota que a equipe obtém no relatório, portanto, se é chegada sua vez de redigir o 
relatório, não se furte a isso. Não se esqueça de anotar o número e nome do 
experimento e a data da discussão em sua ata. 
3. Discuta com sua equipe como executar o experimento a fim de atingir os objetivos 
propostos. Escreva esses objetivos em sua ata. 
4. Faça um resumo teórico relativos aos aspectos essenciais para a realização do 
experimento e escreva em sua ata. 
5. Discuta com sua equipe como será feito o experimento de modo a atingir os objetivos 
propostos com maior eficiência e escreva em sua ata, os procedimentos 
experimentais a serem usados. 
Texto de Apoio: Lei do resfriamento de Newton 
 Um corpo com temperatura ligeiramente superior que a temperatura ambiente, tem seu 
resfriamento descrito de forma satisfatória a partir da lei de resfriamento de Newton, onde se 
afirma que a taxa de resfriamento é proporcional à diferença de temperatura entre o sistema e 
o meio ambiente. Assim, se T é a temperatura do objeto e 
T
a
 é a temperatura ambiente, a taxa 
de resfriamento, 
dT
dt
, do objeto em função do tempo t, é dada por: 
( )dT
dt
b T T
a
= − −
 
onde b é o coeficiente de transferência de energia térmica entre o objeto e o meio ambiente. O 
sinal negativo indica que a taxa de resfriamento decai com o tempo. 
 Como conseqüência, se T
o
 é a temperatura inicial do objeto, podemos escrever a 
expressão que indica a variação da temperatura do objeto em função do tempo transcorrido na 
forma: 
( ) bt
aoa
eTTTtT
−
−=−)(
 
 
Questão optativa: 
• O coeficiente de transferência de energia térmica depende de quais grandezas 
físicas e como deve ser essa dependência? 
Execução do Experimento 
1. Reveja com sua equipe os procedimentos a serem adotados no decorrer do 
experimento. Verifique se você está de posse de todo o equipamento necessário. Você 
se lembrou de abrir sua ata e anotar a data de realização do experimento? Se não, 
faça o agora e mantenha a ata aberta durante todo o experimento. 
2. Relembre quais grandezas que você precisa medir para concretizar seu experimento. 
Por exemplo, é importante medir a temperatura ambiente? A cada medida realizada, 
faça a anotação pertinente diretamente em sua ata. Jamais use folhas soltas para 
isso. 
3. Aqueça um pouco de água até próximo à temperatura de ebulição e coloque um pouco 
no béquer e/ou tubo de ensaio para realizar o experimento proposto. 
4. Verifique se o resfriamento do líquido realmente obedece a lei de resfriamento de 
Newton. Anote todos os resultados em sua ata, e sempre que possível sob a forma 
de uma tabela. 
5. Discuta com sua equipe a necessidade de se manter a posição do termômetro fixa 
durante a coleta de dados. O que acontece se você medir a temperatura da água em 
função do tempo mudando a posição do termômetro no decorrer do experimento? 
Explique. 
 
Questão optativa: 
• Se você optou em discutir quais fatores influem no coeficiente de transferência de 
energia térmica, realize um procedimento que permita a verificar 
experimentalmente a dependência entre as grandezas em questão. 
Questão optativa 
• Leia o texto sobre o método dos mínimos quadrados e use as informações para 
realizar o ajuste da função que você espera obter teoricamente. 
5. Faça a análise dos resultados obtidos, construindo gráficos, quando necessário. 
Escreva seus resultados na ata e cole todos os gráficos construídos por sua equipe. 
6. Verifique se os seus objetivos iniciais para o experimento foram alcançados, se o 
procedimento experimental e os equipamentos foram adequados e elabore suas 
conclusões a respeito deste experimento.