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Atividade Prática de Física – Termodinâmica e Ondas Geziel Ferreira Hermógenes Centro Universitário Uninter PAP Ouro Preto - MG. Endereço: Rua Alvarenga, 592 A, CEP: MG, 35400-000 Ouro Preto - MG - Brasil E-mail: dainatany@hotmail.com Laboratório 20 Densidade e flutuabilidade Resumo: Aprender a distinguir quando um objeto irá boiar ou afundar. Palavra-chave: Densidade e Flutuabilidade Introdução Neste laboratório, foram feitos vários experimentos com diversos tipos de Materiais e fluidos para que descobríssemos por que alguns materiais flutuam e outros afundam. Desta forma podemos observa r os conceitos de massa, peso , Densidade e flutuabilidade. Questão: Como determinar o volume da bola de gelo? Resposta : A partir d estas medições conclui-se o volume é dado pela massa / densidade. Densidade de um liquido: Questão: De que maneira podemos determinar a massa do Etanol e do Béquer? Resposta: Pesando a massa do béquer vazio, dividido pela gravidade. Depois pesa-se o Etanol no Béquer, descontando o peso do Béquer e dividindo o valor restante pela gravidade. Análise e conclusão Para cada objeto ou fluido encontramos a densidade, conforme as tabelas acima e concluímos que para o objeto afundar ou flutuar, analisamos a densidade do objeto e a densidade do meio em qual está sendo colocado. Se o objeto tem a densidade menor que a densidade do fluido, ele irá flutuar. No contrário, a densidade do objeto for maior que a densidade do fluido ele irá afunda r. Questão: Qual sólido vai flutuar no azeite? Explique. Resposta: A madeira, madeira de carvalho vermelho , cortiça, madeira de Nogueira e madeira de cerejeira. Comparando o empuxo x o peso do gelo: Gelo: empuxo= 21,130 < peso = 143,8 00. Portanto irá afundar. Questão: O que aconteceria se o cilindro fosse preenchido com água e azeite ao mesmo tempo? Resposta: A água e o azeite ficariam separados, o azeite por cima por ser menos denso. Questão: O que você observaria se os três sólidos e os três líquido s fossem misturados no mesmo cilindro, a o mesmo tempo? Liste o s sólidos e líquidos na ordem em que eles estariam dispostos no cilindro, de cima para baixo. Explique como você de terminou essa ordem. Resposta: Líquidos (do menos denso para o mais denso): Álcool, Água, Mercúrio. Sólidos (do menos denso para o mais denso): Madeira, Gelo e Ferro. Laboratório 21 Pressão e volume de gases. Resumo: descobrir como o volume de um balão, preenchido com gás, é afetado ao exercermos diferentes pressões sobre ele. Palavra chave: Pressão Introdução Os gases se comportam como molas ao serem comprimidos e expandidos e Tendem a voltar ao seu volume original. Questão: Você irá aumentar a pressão do balão. O que você imagina que Acontecerá com o volume do balão? Resposta: Supostamente iria diminuir o volume do balão. Questão: Seus resultados corroboraram o que você havia previsto? Resposta: Sim, a pressão foi aumentando e o volume diminuindo. Questão: A relação entre pressão e volume é linear ou não linear? Resposta: Não são lineares, quando a pressão aumenta a 100 kPa o volume cai de 7000 cm³ par a 3000 cm³. Questão: O que acontece com o volume do balão? Qual a relação entre volume e pressão? Resposta: Aumentando a pressão o volume diminui e diminuindo a pressão o volume aumenta, são inversamente proporcionais. Laboratório 22 Calor Específico de Metais Resumo: Comparar o calor específico da água com o de alguns metais comuns E tirar conclusões relacionadas à aplicação dessas propriedades Palavra-chave: Calor específico Introdução Neste experimento, foi comparado o calor específico de metais comuns com o calor específico da água. E o calor específico afeta a variação de temperatura de uma substância. Questão: Determine a variação de temperatura da água. Resposta: Variação de temperatura da água quando colocado a amostra de metal , calculando : Temperatura inicial: 25ºC Temperatura final com amostra de alumínio: 27,39ºC Variação de temperatura = 2,39ºC Temperatura inicial: 25ºC Temperatura final com a mostra de alumínio: 29,20ºC Variação de temperatura = 4,2ºC Questão: Calcule o calor (Q) adquiri do pela água utilizando a seguinte equação: Resposta: Com o alumínio Q= m x Δt x C Q= 99,8 x 2,39 x 4,184 Q= 997,9 8J Resposta: Com o Aço Q= m x Δt x C Q= 99,8 x 4,2 x 4,184 Q= 1.753 ,76J Questão: Determine a variação de temperatura do alumínio. Resposta: Temperatura inicial: 200ºC Temperatura final quando colocada na água: 27,39ºC Variação de temperatura do alumínio = -17 2,61 (perda de temperatura ). Questão: Calcule o calor específico do alumínio. Resposta: Q= m x Δt x C -997, 98 = 7,3546 x (27, 39 – 200) x C -1.26 9,48C = -997,98 C= 0,786J Questão: Calcule o calor especifico do aço. Resposta: Q= m x Δt x C -1.75 3,76 = 23,3374 x (29,20 – 200) x C -3.98 6,03 C = -1.753,76 C = 0,44J Questão: Descreva o que aconteceria com a temperatura de uma lata de aço e de uma lata de alumínio ao retirá-las do congelador. Inclua o conceito de calor específico na sua discussão. Resposta: A temperatura do aço aumentaria mais rápido, pois o calor específico é menor que o calor específico do alumínio, precisando de uma quantidade menor de energia para ser aquecido. Questão: Muitas panelas são feitas de aço ou alumínio. Discuta qual tipo de panela seria melhor. Resposta: Segundo estudos, as panelas de aço, serão panelas que irão esquentar mais rápido , pois seu calor específico é mais baixo que do alumínio e, portanto, serão mais rápidas gerando economia de tempo e energia para o preparo dos alimentos. Questão: Você acabou de calcular o calor especifico de dois metais. Agora Observe diferenças no calor de outra maneira. A mesma quantidade de calor é aplicada à determinada massa de água e à mesma massa total de água e aço. Qual amostra atingirá uma temperatura mais alta? Explique. Resposta : Segundo as pesquisas a água atingirá a maior temperatura mais rápido pois seu calor específico é maior que o do aço, por isso o aço acaba necessitando de uma quantidade maior de energia para ser aquecido. Questão: Desenhe e execute um experimento para testar sua hipótese. Resposta : Aplicando a mesma quantidade de calor, em dois casos diferentes. O primeiro somente água, e no segundo água e aço; Q= m x Δt x C Quem possuir menor massa, terá maior temperatura. Diferenças entre as amostras é de: Q = 409,13J Laboratório 23 Mudanças de Estados Físicos Resumo: Estudar as mudanças do estado físico da água: do estado sólido ao estado e do líquido ao estado gasoso. Palavra chave: Estados Físicos Introdução Muitas substâncias podem existir tanto no estado sólido quanto no estado líquido. Uma substância no estado líquido tem energia térmica maior em relação ao estado sólido. O ponto de fusão designa a temperatura na qual uma substância passa do estado sólido ao estado líquido. A transição da formalíquida para a gasosa é chamada de evaporação e ocorre quando fervemos um líquido. O ponto de fusão e o ponto de evaporação são propriedades específicas de uma substância. Questão: Anote a massa do gelo. Resposta: Massa do gelo : 22,6886 Questão: Quais estados físicos existem dentro do calorímetro a 0ºC? Resposta: Sólido e liquido Questão: O que aconteceu com a temperatura enquanto ainda havia gelo na Água? Por que? Resposta: A temperatura manteve os 0º C. Questão: o que aconteceu com a temperatura depois que o gelo derreteu? Resposta: Começou a aumentar a temperatura. Enquanto tiver água e gelo no mesmo tempo tanto um como o outro permanecerão a 0ºC. Questão: O aquecedor continuou ligado após a água atingir seu ponto de evaporação. O que aconteceu com a temperatura da água nesse momento? Resposta: A temperatura permaneceu constante variando de 99,99ºC até 101,00ºC no máximo. Questão: A partir de suas observações sobre o ponto de evaporação e a pressão do ar , o que você conclui? Resposta: Quanto maior a altitude mais baixa a temperatura que a água precisa para evaporar devido ser mais baixa que a pressão atmosférica. Questão: Qual mudança de estado físico necessitou de mais energia? Explique Resposta: Calor latente. O comportamento das substancias durante as mudanças de fases podem ser Interpretados pelos seguintes fatos: Fato 1 :Para passar da fase liquida para a fase sólida, 1g de água precisa perder 80cal. Fato 2 : Se a água está a 100ºC, cada grama precisa ganhar 540cal para passar para a fase gasosa, e cada grama de vapor precisa perder 540cal para ir para a fase liquida .
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