[Aula Prática] Relatório- Meios de propagação de calor e transformações energéticas

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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ 
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR 
ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA 
 
 Meios de propagação de calor e transformações energéticas 
 
 
Experimento 1: 
 
1.1) A extremidade da calha mais próxima da lamparina foi a primeira a aquecer por 
meio de condução e ocorreu a dilatação do ferro, e dessa forma a parafina posta no 
ponto 1 foi a primeira a derreter, derrubando a esfera posta acima, e assim 
sucessivamente nos pontos 2, 3, 4, 5, conforme os pontos da calha eram aquecidos 
pelo calor da vela. 
 
1.2) A condução térmica ocorre de maneira em que a transferência de calor da 
região mais quente transfere o calor por meio da agitação térmica. 
 
1.3) Descobrir em qual região aquecerá primeiro e dessa forma derreter a cera, 
derrubando a cera. 
 
1.4) Não, pois a parte mais próxima da lamparina aquecerá primeiro fazendo com 
que o local mais próximo, no caso o ponto 1 seja o primeiro aquecer dessa forma a 
cera deste ponto derreterá primeiro. 
 
1.5) Condução térmica, sua principal característica é a condução do calor por meio 
da agitação térmica. 
 
Experimento 2: 
 
2.1) Quando a lâmpada foi acesa, depois de alguns minutos a ventoinha começou a 
girar devido ao calor. 
 
2.2) A molécula de ar frio que se encontra próxima à lâmpada aquecida recebe calor 
de maneira que se torna ar quente, e por isso o ar frio desce, tomando o lugar do ar 
quente que sobe, ocorrendo assim as correntes de convecção. 
 
2.3) Princípio de Arquimedes 
Arquimedes descobriu que todo o corpo imerso em um fluido em equilíbrio, 
dentro de um campo gravitacional, fica sob a ação de uma força vertical, com 
sentido oposto à este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual a 
intensidade do Peso do fluido que é ocupado pelo corpo. 
 
2.4) Diante do ocorrido e com base no princípio de Arquimedes, podemos concluir 
que o movimento de subida da molécula de ar aquecida se dá devido ao empuxo, 
que se relaciona com a convecção quando o ar sofre aquecimento por baixo, 
fazendo com que a molécula de ar que se encontra no fundo passe a mover-se 
rapidamente, afastando-se uma das outras, fazendo com que o ar torne-se menos 
denso, surgindo assim uma força de empuxo que empurra o ar para cima. 
 
2.5) Esse processo se repete inúmeras vezes enquanto o aquecimento é mantido 
dando origem às chamadas correntes de convecção. São as correntes de 
convecção que mantêm o fluido em circulação. É esse processo que faz com que a 
ventoinha se movimente. 
 
2.6) Essa forma de propagação do calor é chamada de convecção e possui como 
principal característica a transferência que ocorre principalmente nos fluidos 
(líquidos e gases). A propagação do calor se dá através do movimento do fluido 
envolvendo transporte de matéria. Na convecção, não ocorre passagem de energia 
de um corpo para outro, mas movimento de partículas, levando consigo a energia 
de uma posição para outra. 
 
2.7) Energia térmica e luminosa. 
 
2.8) Ao passar pelo filamento da lâmpada a energia elétrica, devido ao efeito Joule 
se transforma em energia térmica e energia luminosa. 
 
2.9) Calor. 
 
2.10) Esta energia inicial o qual faz com que a lâmpada se acenda e se transforme 
em energia térmica e luminosa é a fonte de energia elétrica. 
 
2.11) Criada 
 
2.12) Energia elétrica, energia térmica, energia luminosa. 
 
Experimento 3: 
 
3.1) A diferença comparada da movimentação da ventoinha foi que ao acender a 
lamparina a ventoinha obteve um movimento rápido e imediato, diferente da vela 
que ao ser acesa demorou para que movesse a ventoinha. 
 
3.2) Ao compararmos com o experimento anterior observamos que quando a 
lâmpada foi acesa, depois de alguns minutos a ventoinha começou a girar devido ao 
calor transmitido pela lâmpada, já no experimento 03 o calor não foi gerado por 
fonte de energia inicial elétrica, mas que ao ligar a lamparina o fogo aqueceu muito 
mais rápido do que a lâmpada ocorrendo assim as correntes de convecção muito 
mais rápido e fazendo com que a ventoinha se mexesse imediatamente, já a vela 
por possuir pouco calor transmitiu suas correntes de convecção vagarosamente. 
 
3.3) Criada 
 
3.4) A vela por possuir pouco calor transmitiu suas correntes de convecção 
vagarosamente, mas fez com que a ventoinha se mexesse, é possível sim que ela 
ilumine e aqueça, porém não com a mesma intensidade que a lâmpada usada no 
experimento 02 nem a lamparina, mas fez com que fosse criada energia suficiente 
para que mexesse a ventoinha, iluminar e aquecer. 
 
3.5) Energia térmica e energia luminosa. 
 
Experimento 4: 
 
4.1) Através da energia da lâmpada que transmite calor. 
 
4.2) Não necessitam de um meio material, pois a energia cruza o semi-vácuo para 
atingir o termômetro, e não necessita de gás para se propagar. 
 
4.3) Essa maneira de propagação de calor se chama irradiação, e sua principal 
característica é emitir ondas eletromagnéticas, e exposição à radiação. 
 
4.4) A parte espelhada na parte de trás da lâmpada minimizam a perda de energia 
térmica, e evitam a condução ou convecção. 
 
4.5) A superfície preta tem capacidade maior de absorção e retenção do calor do 
que a superfície branca, por isso que se obteve uma temperatura maior no 
termômetro com a superfície preta do que na branca. 
 
4.6) A branca pois absorve menos o calor, como observamos no experimento. 
 
Experimento 5: 
 
5.1) O termômetro de Galileu foi inventado por Galileu Galilei (1564-1642). Ele parte 
do princípio de que a matéria se torna mais densa quando se aquece. À medida que 
a temperatura do ar fora do termômetro muda, também muda a temperatura da 
água em volta das bolhas. A uma determinada densidade, algumas bolhas vão 
flutuar e outras vão afundar. A bolha que afunda mais indica a temperatura atual 
aproximada. 
 
5.2) Um objeto imerso em um fluido sofre a ação de duas forças principais: a 
atração da gravidade, no sentido descendente, e o empuxo, no sentido ascendente. 
É a força da gravidade que faz este termômetro funcionar. 
 
5.3) A lâmpada transfere calor ao termômetro, mudando a temperatura do ar fora do 
termômetro e a temperatura da água que está dentro do termômetro. Conforme a 
densidade, a bolha medindo 28ºC fica no topo, a bolha de 26ºC fica no meio do 
termômetro, enquanto as outras estão no fundo, indicando aproximadamente a 
temperatura atual. Arquimedes formulou o seu princípio para a água, mas ele 
funciona para qualquer fluido, até mesmo para o ar. Quando um corpo mais denso 
que o líquido está totalmente imerso, percebemos que o seu peso é aparentemente 
menor do que no ar. Este peso aparente é a diferença entre o peso real e o empuxo. 
 
5.4) A força da gravidade mantém as esferas flutuando no termômetro. 
 
 
imagem 1: Termômetro de Galileu. 
 
 
 
 
Experimento 6: 
 
6.1) O aparelho está cheio de água, na qual é aquecida através da lamparina 
localizada em um dos cantos, fazendo assim com que circule o Permanganato de 
Potássio dentro do aparelho sendo levado pela direção onde a água vai sendo 
aquecida. 
 
6.2) A água aquecida pela lamparina vai subir, e vai empurrar a água fria para o 
lado oposto trazendo junto a permanganato de potássio, o que vai espalhá-lo por 
todo o fluído, conforme a imagem abaixo: 
 
 
Imagem 2: Fluído com Permanganato de Potássio. 
 
6.3) Alguns cristais de permanganato de potássio, após ser colocado no fluido com 
água em temperatura ambiente, cai em linha reta e/ou apresenta comportamento 
linear. O aquecimento da água, gerou um movimento dos cristais, na qual era 
imprevisível, onde não estavam mais em linha reta. O fenômeno que ocasiona este 
efeito é a condução. 
 
Experimento 7 
 
6) A grandeza física que falta para calcular a condutividade térmica é o tempo.