APS DE FISICA II - 1 trabalho

Prévia do material em texto

ASSOCIAÇÃO CARIOCA DE ENSINO SUPERIOR
UNICARIOCA
Experimento 
A influência do revestimento da superfície no conforto térmico
ALLAN VIEIRA DE SANTANA - MATRÍCULA: 2017103203
MICHAEL FERNANDES FEITOSA - MATRÍCULA: 2016201105
Trabalho apresentado como pré-requisito de parte da 2ª avaliação do Curso de Engenharia de Computação e Engenharia Civil na disciplina Física II turma 153 - Prof. Ana Paula.
RIO DE JANEIRO
2017
Sumário:
I. Introdução teórica 	3
II. Objetivo	3
III. Procedimento experimental	4
IV. Análise 1	6
V. Análise 2	6
VI. Resultados e discussão	7
VII. Conclusão	9
VIII. Referências bibliográficas 	9
I. Introdução teórica
Radiação é a energia que se propaga através de uma onda eletromagnética, constituída por um campo elétrico e um campo magnético oscilantes e perpendiculares entre si, que se propaga no vácuo com a velocidade da luz. Ela é caracterizada pelo seu comprimento de onda ou por sua frequência e pelas diversas faixas que constituem o espectro eletromagnético. Pode citar como exemplo de radiação eletromagnética os raios gama, raios x e a luz do sol.
II. Objetivo
· Reconhecer que a radiação incidente sobre uma superfície é parcialmente refletida, absorvida e transmitida;
· Reconhecer a dependência da cor e/ou acabamento sobre uma superfície, na sua capacidade de emitir ou absorver a energia radiada;
· Analisar as temperaturas obtidas das faces diferentes das cores de um cubo metálico;
· Construir o gráfico da temperatura obtida através das faces do cubo em função do tempo;
III. Procedimento experimental
 Material necessário:
· 01 - Meios de propagação de calor;
· 01 - Mesa giratória para cubo de radiação;
· 01 - Cubo metálico com uma face branca e uma face preta;
· 01 - Lâmpada de 60 watts;
· 01- Termômetro de mercúrio;
· 01- Trena;
· 01- Cronômetro. 
 Montagem do experimento:
· Posicione a lâmpada desligada, de modo a ficar 15 mm afastada do cubo e perpendicularmente à sua face preta;
· Meça a temperatura de equilíbrio térmico, indicada pelo termômetro como a temperatura inicial da face preta;
· Ligue a lâmpada de modo que a radiação emitida incida perpendicularmente a sua face preta; 
· Acione o cronômetro e registre os sucessivos tempos necessários para cada aumento em 1ºC da temperatura no interior do cubo. Anote os resultados na tabela, esse tempo registrado servirá como referência para a medida da temperatura das outras faces do cubo;
· Desligue a lâmpada e retire a tampa do cubo para o resfriamento, aguarde 3 minutos;
· Após o resfriamento, rode o cubo posicionando a face branca para frente sem alterar a posição do centro do cubo;
· Introduza o termômetro novamente no cubo e meça a temperatura inicial da face branca. 
· Ligue a lâmpada de modo que a radiação emitida incida perpendicularmente a sua face preta;
· Acione imediatamente o cronômetro e faça o registro da temperatura da face branca para cada tempo registrado na medida da face preta;
· Em uma planilha eletrônica, construa um gráfico que demostre a temperatura em função do tempo para cada uma das faces do cubo.
· Tabela de Dados:
	Tempo de medida da face preta
( min )
	Face preta ( ºC )
	Face branca ( ºC )
	00:00.00
	27
	27
	00:55.75
	28
	27,9
	01:46.24
	29
	28,2
	02:27.46
	30
	28,9
	03:14.59
	31
	29,4
	03:49.59
	32
	30
	04:29.77
	33
	30,3
	05:10.83
	34
	31
	05:54.14
	35
	31,8
5
Tabela 1: Dados do tempo em função da temperatura das faces do cubo.
· O experimento iniciou-se em ambas as faces na temperatura de 27ºC.
IV. Análise 1
Experimento iniciado com a temperatura a 27ºC pelo lado da face preta. Foram coletadas informações através da Tabela 1 e feito um gráfico em que o tempo em função da temperatura da face preta do cubo metálico.
 Gráfico 1 : Face preta do cubo, tempo em função da temperatura.
V. Análise 2
Experimento iniciado com a temperatura a 27ºC pelo lado da face branca. Foram coletadas informações através da Tabela 1 e feito um gráfico em que a temperatura em função do tempo da face branca do cubo metálico.
 
 Gráfico 2 : Face branca do cubo metálico. Temperatura em função do tempo.
VI. Resultados e discussão
· A partir dos gráficos 1 e 2, pode ser comparado a variação entre um gráfico e outro em relação ao tempo em que cada face do cubo metálico leva para alcançar uma determinada temperatura.
 Gráfico 3 : Comparação da face preta e branca. 
· A partir do gráfico pode-se observar que a temperatura da face preta foi maior do que a temperatura da face branca no mesmo intervalo de tempo.
· A face que mais absorsora é a preta, enquanto que a branca é a que menos absorve devido refletir mais radiação do que a face preta.
· A luz, tal como o som, também se propaga por meio de ondas, embora as ondas luminosas tenham características diferentes das ondas sonoras. A Intensidade de uma fonte luminosa está relacionada com a amplitude da onda luminosa da seguinte forma: Quanto maior a Amplitude da onda luminosa, maior é a Intensidade da luz e Quanto menor a Amplitude da onda luminosa, menor é a Intensidade da luz. A cor da luz está relacionada com a frequência de vibração da onda luminosa: Quanto maior a frequência da luz, maior a quantidade de energia que esta transporta. O espectro eléctromagnético é o conjunto de radiações electromagnéticas conhecidas. De todas as radiações electromagnéticas, apenas a luz é captada pelo olho humano.
· Comparando o experimento com um exemplo de uma garrafa térmica, que são utilizados vários recursos para o seu isolamento térmico, um deles é o espelhamento interno de sua superfície, que tem por objetivo conservar a temperatura do conteúdo em seu interior por bastante tempo, evitando trocas de calor com o meio externo. Sendo assim há uma semelhança com o cubo metálico que ocorre o mesmo fenômeno, a radiação, porém a diferença é que no cubo não acontece uma conservação da temperatura.
VII. Conclusão
Com base no gráfico 3, apesar das faces terem recebido a mesma radiação, a face branca reflete a maior parte da radiação incidente e a preta absorve quase toda a radiação que nela chega. Como toda radiação ao ser absorvida por um corpo transforma-se em calor, concluindo assim que a temperatura da face preta é maior que a da branca e o tempo em que a face preta leva para aumentar de temperatura em relação a face branca é menor. 
VIII. Referências bibliográficas
· http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/radiacao-conducao-conveccao.htm
· http://alunosonline.uol.com.br/fisica/garrafa-termica.html
face preta	00:00.00	00:55.75	01:46.24	02:27.46	03:14.59	03:49.59	04:29.77	05:10.83	05:54.14	27	28	29	30	31	32	33	34	35	face branca	00:00.00	00:55.75	01:46.24	02:27.46	03:14.59	03:49.59	04:29.77	05:10.83	05:54.14	27	27.9	28.2	28.9	29.4	30	30.3	31	31.8	face preta	00:00.00	00:55.75	01:46.24	02:27.46	03:14.59	03:49.59	04:29.77	05:10.83	05:54.14	27	28	29	30	31	32	33	34	35	face branca	27	27.9	28.2	28.9	29.4	30	30.3	31	31.8	6
9