2Relatório Física LEI DO RESFRIAMENTO

Prévia do material em texto

EDILENI DA SILVA PEREIRA
MATHEUS DE SOUZA CAMARGO
RELATORIO AULA B2: LEI DE RESFRIAMENTO DE NEWTON
Campo Grande – MS
Outubro 2018
INTRODUÇÃO
Do modo mais simples, podemos definir a lei zero da termodinâmica como o equilíbrio térmico entre dois corpos, ou seja, quando estão a mesma temperatura. Indo mais além, buscando uma definição mais formal dizemos que se dois corpos A e B estão separados e em equilíbrio com um terceiro corpo, então A e B estão, entre si, em equilíbrio térmico. Partindo disso, para melhor entendimento, podemos esclarecer os tipos de sistemas termodinâmicos, o sistema limitado e a vizinhança. O primeiro pode ser dividido em três tipos: aberto quando pode haver troca de massa e energia com o meio, fechado quando pode trocar apenas energia, e isolado quando não há troca nem de massa nem energia com o meio. Para o segundo, interpretamos como sendo o espaço onde o experimento se delimita. O terceiro, consequentemente, é todo o espaço externo ao experimento.
Newton propôs que a taxa de variação de temperatura de um corpo quente ao se resfriar é aproximadamente proporcional à diferença de temperatura entre a temperatura do objeto quente e a temperatura do seu. Essa relação é expressa matematicamente da seguinte forma:
Afim de simplificar a equação, >> >> aplicando a integral de ambos os lados >> >> obtemos >> aplicando Euler em ambos os lados chegamos na seguinte equação: >> , chamando e de C. Para determinar C, colocamos t=0 >> obtemos C=T0 – Ta.
Obtemos, por fim a equação: .
Tomando como exemplo, na investigação de um homicídio, ou de uma morte acidental, é, muitas vezes, importante estimar o instante da morte. Podemos, nesse caso, aplicar a lei de resfriamento de Newton. Suponha que a temperatura de um corpo (cadáver) seja 30°C no instante em que ele foi encontrado e 23°C duas horas depois. A temperatura ambiente é de 20°C. Admita que no instante da morte Tm a temperatura do corpo fosse 37°C.
a) Encontre a constante de proporcionalidade k
Aplicando valores, temos: >>> >>> >>> >>> >>> 
b) Encontre o tempo decorrido (em minutos) desde o instante do óbito
Aplicando valores, temos: >>> Aplicando valores, temos: >>> >>> >>> >>> >>> >>> 
OBJETIVO
Verificar o comportamento de duas substâncias em contato térmico, quando suas temperaturas são diferentes, aplicando as equações apresentadas na introdução.
TEORIA
Utilizaremos a seguinte equação: .
MATERIAL UTILIZADO
· 
· Tubo de ensaio com água quente
· Recipiente para colocar o tubo
· Cronômetro digital
· Termômetro
· Calculadora
· Caderno de anotações
· Computador
PROCEDIMENTOS
Figura 1- tubo de ensaio com água quente, com um termômetro de mercúrio.
· Antes de iniciar o experimento, lemos o termômetro e determinamos a temperatura ambiente em graus Celsius de 23°C.
· Em seguida, enchemos o tubo de ensaio com água quente fornecida pelo professor.
· Colocamos o termômetro dentro do tubo de ensaio e medimos a temperatura inicial de 58,5°C. Ao inserir o termômetro iniciamos a contagem de tempo.
· Como solicitado pelo professor, fizemos a medida da temperatura a cada grau abaixado durante aproximadamente 30 minutos e anotamos os dados obtidos em uma tabela no caderno.
· Com auxílio do Excel, construímos um gráfico da temperatura (°C) versus tempo (s), observando o tipo de gráfico obtido.
· Linearizamos os dados e faça uma regressão linear para encontrar o valor do coeficiente k.