Relatorio 3 - Termoscopio

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O experimento consiste em medir a temperatura e a altura indicada no termoscópio
para a água em temperatura ambiente, água em ebulição e água em equilíbrio com o 
gelo. Com o objetivo de compreender o funcionamento do termômetro, construir uma 
escala termométrica própria e fazer a conversão dessa escala para a escala Celsius. Para
isso, foram necessários: 
 1 termômetro (-10° a 110° C);
 1 termoscópio;
 Chapa aquecedora (220V);
 3 béqueres de 250 ml;
 Água;
 Gelo;
 Régua milimetrada.
No béquer 1, colocamos 50 ml de água em temperatura ambiente. Medimos a 
temperatura e a altura do termoscópio ao entrarem em contato com a água.
h = (123,0 ± 0,5) mm
Ɵ = (30,0 ± 0,5) °C
No béquer 2, colocamos gelo e um pouco de água em temperatura ambiente para 
ajudar no derretimento do gelo. Quando o gelo começou a derreter medimos a 
temperatura e a altura do termoscópio ao entrarem em contato com a água.
h = (94,0,0 ± 0,5) mm
Ɵ = (5,0 ± 0,5) °C
No béquer 3, colocamos 50 ml de água em temperatura ambiente e colocamos em 
cima da chama aquecedora ligada a uma temperatura de 200°C. Quando a água 
começou a entrar em ebulição medimos a temperatura e a altura do termoscópio ao 
entrarem em contato com a água.
h = (194,0 ± 0,5) mm
Ɵ = (84,0 ± 0,5) °C
No termoscópio, ao longo do tubo capilar, existem duas marcas já feitas de fábrica. 
Estas marcas indicam o ponto de fusão, e o ponto de ebulição. As marcas que fizemos 
para marcar a altura da água em temperatura ambiente, ebulindo e fundindo não 
coincidiram com as marcas já feitas de fábrica. Isso pode ser dado por diversos fatores: 
 Estamos a uma pressão de 100.98 kPa, o que faz com que as temperaturas de 
ebulição e fusão, sejam diferentes de 100 e 0°C respectivamente. 
 No dia em questão, a temperatura estava em cerca de 27°C, diferentemente da 
temperatura tomada como ambiente, que é de 25°C, o que também influencia nos 
valores para ebulição e fusão da água.
 A coluna de hg do termoscópio subia e descia muito rapidamente, e como as 
marcas foram feitas por uma pessoa, pode ser que não tenhamos conseguido 
marcar na altura certa para a determinada medida.
 A medida para fusão, ebulição e ambiente foi feita apenas uma vez para cada, o 
que nos dá um maior nível de erro.
Se estivéssemos a nível do mar, a uma temperatura de 25°C, fossemos bastante 
precisos na hora de marcar a altura do líquido no termoscópio e fizéssemos o 
experimento várias e várias vezes, conseguiríamos um resultado mais próximo do 
esperado para cada situação.
No béquer 3, misturamos a água em ebulição com a água com gelo (sem o gelo) e 
esperamos entrarem em equilíbrio. Medimos então a temperatura e a altura do 
termoscópio ao entrarem em contato com a mistura.
h = (118,0,0 ± 0,5) mm
Ɵ = (27,0 ± 0,5) °C
Com os resultados encontrados, foi feita a seguinte tabela:
Tabela 1: Escala
Temperatura Ɵ (°C) h (mm)
Ponto de fusão (5,0 ± 0,5) (94,0 ± 0,5)
Ambiente (30,0 ± 0,5) (123,0 ± 0,5)
Mistura (27,0 ± 0,5) (118,0 ± 0,5)
Ponto de ebulição (84,0 ± 0,5) (194,0 ± 0,5)
E construído o gráfico Ɵ = f(h) com ajuste linear.
Pelo gráfico, temos a seguinte expressão para encontrar a temperatura:
y = (0,78x – 66,49) °C (eq1)
Onde x é a altura encontrada no termoscópio e y é a temperatura em °C
Para uma altura de 94 mm (ponto de fusão), encontramos que a temperatura é de 
6,83°, está dentro do erro esperado para a equação, porém é um erro de 36,6% em 
relação ao valor esperado (5°C). Consideraremos as demais alturas para comprovarmos 
se essa expressão satisfaz ou não os demais pontos. 
Para uma altura de 123 mm (temperatura ambiente), encontramos que a 
temperatura é de 29,45°C, onde o esperado era 30°C, este valor já está bastante 
aceitável e condizente com o que encontramos experimentalmente.
Para uma altura de 118 mm (mistura), encontramos que a temperatura é de 
25,55°C, onde experimentalmente encontramos 27°C, um erro de 5%, questionável, mas 
aceitável. 
Para uma altura de 194 mm (ponto de ebulição), encontramos que a temperatura é 
de 84,83°C, enquanto experimentalmente encontramos 84°C, a equação foi bastante 
condizente com o experimento.
Em suma, a equação só não foi favorável para o ponto de fusão, provavelmente 
por ter um valor baixo de temperatura e estar um pouco fora da reta do gráfico. Para 
encontrar valores um pouco melhores, vamos montar a equação através de dois pontos: 
y = (0,86x – 75,84) °C (eq2)
Onde x é a altura encontrada no termoscópio e y é a temperatura em °C
Usando os valores das alturas encontradas experimentalmente, vamos analisar 
qual das duas equações satisfaz de melhor maneira o experimento, para isso vamos criar 
uma pequena tabela com os resultados obtidos em ambas as equações com os devidos 
erros em cada:
Tabela2: Comparação equações
H (mm) T (°C)
esperado
T (°C) eq1 Erro
eq1/esperado
T (°C) eq2 Erro
eq2/esperado
94 5 7 37% 5 0%
123 30 29 2% 29,9 0,2%
118 27 26 5% 26 5%
194 84 85 1% 91 8%
Como usamos os valores do ponto de fusão e da temperatura ambiente para fazer 
a segunda equação, nota-se que o erro entre o valor encontrado e o valor esperado é 
zero, então só podemos analisar os outros dois pontos, e percebe-se que deu uma 
diferença bastante aceitável, considerando que não foi feito nenhum arredondamento 
para que pudéssemos ter uma visão melhor das equações. Sendo assim, a segunda 
equação demonstra melhor nosso experimento e ela que será usada futuramente para 
nossa escala. 
Os erros encontrados podem ter acontecido pelo fato da coluna de hg do 
termoscópio subir ou descer muito rapidamente ao ser tirado do meio frio ou quente e 
devido a isso a marcação da altura pode ter sido errada. Além do fato de estarmos a um 
nível diferente do mar.
Conclusão:
Ao pegarmos o béquer contendo água, à temperatura ambiente e colocarmos em
aquecimento, as suas moléculas vão ganhando energia cinética para romper as
interações intermoleculares com as moléculas vizinhas. As moléculas que passam para o
estado de vapor, inicialmente, ficam no fundo da panela. Isso pode ser visto pela
formação das bolhas no chão do recipiente.
A pressão que o vapor exerce dentro da bolha é menor que a pressão externa, que
é a pressão atmosférica, isto é, a pressão exercida sobre sua superfície. Porém, à medida
que a temperatura vai aumentando, essa pressão de vapor (Pv) dentro da bolha também
aumenta, até que ela se torne igual à pressão atmosférica e, por fim, entre em ebulição,
ou seja, a bolha sobe para a superfície e é liberada no estado gasoso.
Dessa forma, conclui-se que quanto menor for a pressão externa, mais rápido será
para a pressão do vapor dentro da bolha igualar-se a ela e, assim, será menor o ponto de
ebulição. E quanto maior for a pressão externa, maior será também a temperatura de
ebulição. Enquanto se a pressão aumentar, a temperatura de fusão diminui.
Pode-se concluir então, que a pressão influencia na temperatura, mas mesmo com
vários fatores de alterações, podemos montar uma equação que se ajuste à nossa escala.
Referência bibliográfica:
[1] Halliday, D.; Resnick, R. - Física – Vol 2, Rio de Janeiro, Livros técnicos e Científicos