Sifonação de Líquidos: Gráficos e Funções

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KAUANE PRISCO
4º EXPERIMENTO: GRÁFICOS E FUNÇÕES
SIFONAÇÃO DE LÍQUIDOS
SÃO JOÃO DA BOA VISTA 
2018
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KAUANE PRISCO
4º EXPERIMENTO: GRÁFICOS E FUNÇÕES
SIFONAÇÃO DE LÍQUIDOS
Relatório de Programa de Formação Complementar apresentado ao curso de graduação em Engenharia de Telecomunicação da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
Professora: Elaine Maria Cardoso 
SÃO JOÃO DA BOA VISTA 
2018
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RESUMO
Este procedimento trata-se do escoamento de água através de um sifão em decorrer do tempo e é divido em 2 partes: Em nível e em desnível. O experimento e os resultados estão expostos neste trabalho.
	
SUMÁRIO
1 Introdução	3
2 Objetivos	5
3 Metodologia	6
3.1 Sifonação em nível	6
3.2 Sifonação em desnível	7
4 Resultados	8
4.1 Sifonação em nível	8
5 Conclusão	11
Referências Bibliográficas	12
Anexo	13
Apêndice	14
1 Introdução
Um fluido, em contraste com um solido, é um substancia que pode escoar. Fluidos se ajustam aos limites de qualquer reservatório em que os coloquemos. Eles se comportam desta forma porque um fluido não consegue suportar uma força que seja tangencial a sua superfície.
O funcionamento de um sifão baseia-se na diferença de pressão entre os dois ramos da mangueira. Para entender o principio de funcionamento de um sifão, analise a figura 1 abaixo:
Figura 1
Sifinação em nível 
Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAme0AF/sifonacao-liquidos
Neste processo, não importa o formato da borracha látex ou o desnível das pontas dos tubos de vidro. Desde que a ponta do tubo inserido esteja no mesmo nível nos dois casos.
No caso da Sifonação em desnível, como na figura 2 abaixo, as provetas estarão em diferentes níveis, mudando o resultado da primeira experiência.
Figura 2
Sifonação em desnível 
Fonte:https://brasilescola.uol.com.br/quimica/centrifugacao-sifonagem-destilacao.htm
2 Objetivos
	Verificar experimentalmente o comportamento do escoamento de líquidos através de um sifão e encontrar as funções que regem o seu comportamento na Sifonação em nível e em desnível.
3 Metodologia
3.1 Sifonação em nível 
a) Encher uma das provetas com água até próximo da marca de 500mL deixando a outra vazia. Na pia, utilizando uma pisseta, preencha completamente a mangueira de silicone com água, dobre a mangueira na metade e segure firmemente, com os dedos, para que a água não vaze.
b) Coloque cada extremo da mangueira em cada uma das provetas, mantendo a
mangueira cheia de água e sempre na mesma posição (tocando o fundo). Ainda com a pisseta, complete o volume para exatos 500mL.
c) Simultaneamente, solte a dobra da mangueira e ligue o cronômetro para medir o tempo
de escoamento da água (considere intervalos de 25 ml para cada tomada de tempo).
d) Anote os tempos necessários para transferir a água para a segunda proveta até que se nivelem, preencha a Tabela 1 indicando a quantidade de água contida na Proveta 1 e o tempo necessário para o escoamento.
e) Repita o procedimento 05 vezes.
f) Construa um gráfico linear do volume de água contido na proveta 1 em função do
tempo.
g) Que tipo de função entre as variáveis sugere o gráfico obtido? Você tem alguma
sugestão para descobrir a expressão que relaciona as grandezas t e o volume V (ou massa) de
água?
h) Construa, em papel monolog, um gráfico de V x t.
i) Determine as constantes do sistema e obtenha a equação que rege o escoamento em função do tempo.
3.1.2. Questões
1) Que resultados você esperaria se a seção da proveta não fosse uniforme? E se as
provetas fossem de diâmetros muito diferentes?
2) Sabemos que ao final do processo apenas metade do volume inicial é transferido, ou seja, (250 ml). Usando a equação obtida calcule o tempo necessário para transferir 1/4 do volume inicial. Compare com o valor obtido do gráfico.
3.2 Sifonação em desnível 
a) Encher uma das provetas com água até exatos 500mL deixando a outra vazia. Na pia, utilizando uma pisseta, preencha completamente a mangueira de silicone com água, dobre a mangueira na metade e segure firmemente, com os dedos, para que a água não vaze.
b) Coloque cada extremo da mangueira em cada uma das provetas, mantendo a
mangueira cheia de água e sempre na mesma posição (tocando o fundo). Observe que na proveta 2 a mangueira não deve ficar imersa no líquido transferido.
c) Simultaneamente solte a dobra da mangueira e ligue o cronômetro para medir o tempo de escoamento da água até o esgotamento da proveta 1 (considere intervalos de 25 ml para cada tomada de tempo).
d) Organize seus dados conforme as Tabelas 2 e 3.
e) Construa, em papel milimetrado, um gráfico do volume em função de tempo de
escoamento.
f) Que tipo de gráfico é este? Este lhe sugere alguma tentativa para obter a relação entre V e t.
g) Construa, em papel dilogarítmico, um gráfico de V em função de t.
h) Determine, a partir do gráfico obtido, as constantes e obtenha a expressão que rege o escoamento em função do tempo.
Questões
1) Fisicamente, em que difere este sistema do sistema da atividade anterior?
2) Através da expressão obtida para o escoamento, determine o tempo necessário para escoar 1/4 da água. Compare este resultado ao obtido diretamente do gráfico.
3) Se o volume da primeira proveta fosse ainda os mesmos 500mL anterior sendo,
porém, colocados com desnível maior, qual seria alteração que você esperaria no gráfico log V x log t?
4 Resultados
4.1 Sifonação em nível 
Tabela 1 – Em nível 
	Volume 
	Tentativa 1
	Tentativa 2
	Tentativa 3
	Tentativa 4
	Tentativa 5
	Méd.Ten
	Log.Méd
	250
	2,29165
	2,29775
	2,5263
	2,00095
	2,0561
	2,23455
	0,34919
	275
	4,1248
	4,22535
	4,46065
	4,0142
	4,35455
	4,23591
	0,626947
	300
	6,37835
	6,34905
	6,7696
	6,2452
	6,3155
	6,41154
	0,806962
	325
	8,8805
	8,8047
	9,2187
	8,6501
	8,89615
	8,89003
	0,948903
	350
	11,14805
	11,56425
	12,0573
	11,57565
	11,49645
	11,56834
	1,063271
	375
	14,6511
	14,0103
	14,9432
	14,6145
	14,65995
	14,57581
	1,163633
	400
	18,14295
	17,75195
	18,70575
	18,4559
	17,556
	18,12251
	1,258218
	425
	22,73225
	21,89965
	23,3841
	23,05495
	21,77425
	22,56904
	1,353513
	450
	29,942
	27,51975
	31,8408
	30,01365
	27,8192
	29,42708
	1,468747
	475
	64,6492
	47,4367
	47,52215
	50,24955
	45,4472
	51,06096
	1,708089
Fonte: Kauane Prisco 
Gráfico 1- Gráfico em sifonação em nível
Fonte: Kauane Prisco 
1)R: Caso as provetas tivessem diametros muito diferentes, os valores seriam os mesmos, pois o que na verdade importa é que as duas provetas se nivelem.
Tabela 2 – Sifonação em desnível 
	Volume
	Tentativa 1
	Tentativa 2
	Tenativa 3 
	Tentativa 4 
	Tentativa 5 
	275
	4,0895
	5,1269
	4,0783
	3,77415
	3,85875
	300
	8,75775
	9,25725
	7,98915
	7,5035
	7,6468
	325
	13,2608
	13,4526
	11,49
	11,21365
	11,75265
	350
	18,28495
	19,4776
	15,63785
	16,05315
	16,14705
	375
	23,27625
	25,2186
	19,7048
	20,80185
	20,9806
	400
	29,06015
	30,96585
	24,32575
	26,14395
	26,41715
	425
	35,59395
	37,9198
	29,6688
	32,38185
	32,2206
	450
	43,1701
	46,4374
	37,12075
	39,3124
	39,7718
	475
	51,8402
	57,5338
	48,90905
	48,67405
	50,11515
	500
	63,228
	76,75635
	67,53295
	68,85005
	67,3547
Fonte: Kauane Prisco
	Méd.Ten
	Méd.Log
	Vol.Log
	4,18552
	0,621749
	2,439333
	8,23089
	0,915447
	2,477121
	12,23394
	1,087566
	2,511883
	17,12012
	1,233507
	2,544068
	21,99642
	1,342352
	2,574031
	27,38257
	1,437474
	2,60206
	33,557
	1,525783
	2,628389
	41,16249
	1,614502
	2,653213
	51,41445
	1,711085
	2,676694
	68,74441
	1,837237
	2,69897
Fonte: Kauane Prisco 
Gráficos 2 - Sifonação em desnível 
Fonte: Kauane Prisco 
5 ConclusãoOs resultados de uma medida de laboratório nos possibilitam obter curvas gráficas onde a partir de sua análise podemos encontrar expressões que nos permite analisar de maneira geral o fenômeno estudado. Ao obter uma curva linear, fica fácil a visualização e determinação dos coeficientes que regem tal fenômeno, porém, quando obtemos curvas diversas como a logarítmica, por exemplo, encontramos uma dificuldade grande na obtenção dos mesmos coeficientes através do gráfico em papel milimetrado. Por essa razão, o papel monologarítmico foi desenvolvido para que fosse realizada a aplicação de uma técnica conhecida como linearização de gráficos que nos permite analisar uma curva não linear como uma reta.
O que ficou comprovado neste trabalho é que a colocação de uma curva logarítmica obtida pela análise da sifonação de um líquido em um papel monologarítmico gerou realmente uma curva aproximadamente linear o que nos possibilitou encontrar os coeficientes da função dessa curva aplicando os conceitos básicos dos coeficientes de uma reta e que ao final obtivemos uma função que satisfez o problema da sifonação á nível provando então a eficiência do uso do papel monologarítmico na linearização de uma curva logarítmica.
Em relação ao problema da sifonação á nível, concluímos que a quantidade de líquido transferida em intervalos de tempo iguais não é constante.
Devido ao fato das diferentes extremidades do tubo estarem submetidas á diferentes pressões, exercidas pelo peso da coluna de água localizada sobre cada extremidade do tubo mais a pressão atmosférica, surge um fluxo de líquido entre as duas provetas e que conforme o líquido é transferido, uma coluna de água aumenta e a outra diminui até que estas se igualem. Esta variação simultânea dos níveis de água entre as duas provetas faz com que o fluxo que passa pelo tubo vá diminuindo até cessar, obedecendo a uma função logarítmica que foi observada no gráfico e na expressão obtida do problema.
Referências Bibliográficas
Livro Laboratorio de Fisica 1
pt.wikipedia.org
Anexo 
Apêndice