Roteiro Experimental - Pratica V

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
NORTE DE MINAS GERAIS
Curso: 
Disciplina: 
Professor: 
Conteúdo: TEMPERATURA E CALOR
TEMPERATURA E CALOR
INTRODUÇÃO TEÓRICA
Temperatura
Temperatura é uma das grandezas físicas que mede o quanto um corpo ou objeto está “frio” ou
“quente” e também designa a energia cinética das moléculas, quanto maior for a temperatura de um
corpo maior será sua energia cinética, ou seja, a agitação das moléculas será maior. E quanto menor
for sua temperatura, menor será a agitação das moléculas.
Quando deixamos uma xícara com café bem quente em cima da mesa, com o tempo ela irá esfriar,
até chegar em um ponto que a temperatura do café seja a mesma que o ambiente, logo o café entrou
em equilíbrio térmico com o ambiente. 
A Lei Zero da Termodinâmica explica o fenômeno do equilíbrio térmico, vamos imaginar três
sistemas X, Y e Z, em que eles estão com temperatura diferente. Colocamos os sistemas no interior
de uma caixa, revestida por um material isolante ideal para que não tenha nenhum tipo de interação
com o lado de fora, só entre eles. Separamos X de Y por uma parede de isolante ideal, mas
deixamos Z interagir com X e Y, pois a parede que separa Z de X e Y é constituída de um material
condutor térmico, que facilita a interação entre eles. Então deixamos eles se interagirem entre si, até
entrarem em equilíbrio térmico, então os sistemas X e Y estão em equilíbrio térmico com Z.
Quando tiramos a parede isolante e colocamos a parede condutora entre X e Y, notamos que nada
acontece pois elas estão com a mesma temperatura, devido a interação que tiveram com Z.
Concluímos que, quando Z está em equilíbrio térmico com X e com Y, ou seja, com a mesma
temperatura, então X também está em equilíbrio com Y, esse fenômeno é conhecido como a Lei
Zero da Termodinâmica.
Uma forma de medir a temperatura de algum corpo, são as escalas termométricas, que podem ser
medidas em três escalas Celsius (°C), Fahrenheit (°F) e Kelvin (K). Elas usam um ponto em
comum, que são os pontos de fusão, quando a água está no estado de gelo, e ebulição, quando a
água está no estado vapor.
A equação que é utilizada para a conversão termométricas são; 
TC/5 = TF-32/9 = TK-273/5
Onde podemos fazer uma relação entre os pontos de fusão e ebulição de cada escalas e teremos.
A conversão de Celsius para Fahrenheit e vice-versa;
TC/5 = TF-32/5
A conversão de Celsius para Kelvin;
TK = TC + 273
Expansão térmica
Muitos materiais se dilatam com o aumento da temperatura, seja ele, sólido, líquido ou gasoso. Esse
aumento acontece por causa da agitação dos átomos que constituem os corpos, dessa maneira o
espaço ocupado entre eles aumentam, consequentemente o corpo aumenta ou expande.
A Dilatação linear é um dos assuntos da física que estuda sobre a dilatação de materiais sólidos,
onde acontece o aumento do volume somente em uma dimensão, no seu comprimento. Vamos
imaginar uma barra metálica que possua comprimento L0 e esteja a uma temperatura T0, quando
variarmos a sua temperatura para ∆T, seu comprimento terá uma variação ∆L, no qual temos;
∆L = α x L0 x ∆T
Onde o α é o coeficiente de dilatação linear, que significa o quanto um certo corpo pode se dilatar, e
esse valor é próprio para cada tipo de material. Sua unidade de medida é K -1 ou (C°)-1, mas a
dilatação desses tipos de materiais são muito difíceis de serem observados, pois sua expansão β é
muito pequena.
Outro tema muito conhecido da física é a Dilatação volumétrica, quando um corpo é exposto à uma
grande temperatura, tende a expandir nas três dimensões, altura, comprimento e largura, no qual na
maioria das vezes estuda sobre a dilatação dos líquidos; 
∆V = γ x V0 x ∆T
Onde temos;
∆V: Variação do volume 
γ: Coeficiente de dilatação volumétrica
V0: Volume inicial
∆T: Variação da temperatura
O γ é a constante que caracteriza a propriedade da dilatação volumétrica de um corpo, onde sua
media é K -1 ou (C°)-1.
PARTE EXPERIMENTAL 
Objetivos
Demonstrar como funciona um termômetro e aprender sobre o fenômeno do equilíbrio térmico 
Material necessário
02 Termômetros caseiros; 01 termômetro de mercúrio; 02 beques; Água (quente e fria); 01 Caneta;
01 Régua 
Procedimentos
1. Pegar água com beques, sendo um com água morna e o outro com água quente
2. Com o termômetro caseiro e o mercúrio, colocar os dois na água morna e marcar o valor do
termômetro de mercúrio, e com a caneta fazer uma marcação no termômetro caseiro.
3. Rapidamente tirar o termômetro caseiro e colocá-lo na água quente, o que aconteceu com o
álcool que continha dentro do termômetro. E fazer a marcação do quanto subiu o álcool pelo
canudo.
4. Com as medidas dos procedimentos anteriores, mostrar qual foi a temperatura final (T f) do álcool
quando colocado na água quente? Obs.: Coeficiente de dilatação do álcool é γ = 75 x 10-5 (C°)-1
5. Fazer a comparação da temperatura final com o termômetro de mercúrio. Qual foi o erro que
obtivemos?
6. Para finalizar colocar o termômetro caseiro para fora da classe para medir a temperatura
ambiente. Teve algum resultado?
Referências
HALLIDAY, RESNICK, WALKER. Fundamentos de Física. Vol. 2. 7 ed. Editora LTC, 2006.
YOUNG, S.; FREEDMAN. Z, Física Termodinâmica 2. ed 12, editora Addison Wesley, 2008.