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UNISA
ENGENHARIA CIVIL
FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL II
ELIZA CRISTINA DA SILVA FERRARI
Na elaboração dos projetos nas engenharias, o engenheiro necessita levar em conta os fenômenos relacionados à temperatura, ondas e, na parte elétrica, os circuitos. Em função das necessidades exigidas pelos projetos, determine o que se pede nos seguintes casos experimentais. a) Calorimetria PARTE I – DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA DE UM CALORÍMETRO Realize o experimento seguindo os procedimentos indicados no roteiro do laboratório e anote os valores observados. ● Massa de água m 1 = 95,16 g; ● Temperatura da água aquecida T 1 = 83,9ºC; ● Temperatura inicial do calorímetro TC = 25,5ºC; ● Temperatura de equilíbrio calorímetro + água quente Tf = 76,6ºC; x Com os dados obtidos, calcule a capacidade térmica do calorímetro aplicando o princípio da conservação de energia: c = 4,186 J/g.ºC x (1 cal/ 4,186 J) = 1 cal/g.ºC C = (95,16 g x 1 cal/g.ºC x (83,9 ºC- 76,7 ºC)) / (76,7 ºC - 25,5 ºC) C = (95,16 g x 1 cal/g.ºC x 7,2 ºC) / 51,2 ºC
C = 685,152 cal / 51,2 ºC C = 13,3819 cal/ºC. PARTE II – DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE LÍQUIDOS Realize o experimento seguindo os procedimentos indicados no roteiro do laboratório e anote os valores observados. ● Massa do óleo m 1 = 90,35 g; ● Temperatura do óleo aquecido T 1 = 86,5 ºC; ● Temperatura inicial do calorímetro TC = 25,5 ºC; ● Temperatura de equilíbrio calorímetro + óleo quente Tf = 70,0 ºC; Com os dados obtidos, calcule o calor específico do óleo aplicando o princípio da conservação de energia: c = (13,3819 cal/ºC x (70,0 ºC - 25,5 ºC)) / (90,35 g x (86,5 ºC - 70,0 ºC)) c = (13,3819 cal/ºC x 44,5 ºC) / (90,35 g x 16,5 ºC) c = 595,4934 cal / 1490,775 g.ºC c = 0,3995 cal/g.ºC b) Ondas Mecânicas DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DO SOM NO AR. Realize o experimento seguindo os procedimentos indicados no roteiro do laboratório e anote os valores observados. ● Temperatura do laboratório T = 25ºC;
Frequência (Hz) Velocidade (m/s) 368 345, 122 614 343, 858 343, Comparando o valor da velocidade média encontrada no experimento com os valores tabelados de acordo com a temperatura e considerando os erros experimentais, você conclui que os resultados estão coerentes ou divergentes? R.: A velocidade do som pode se alterar dependendo do estado físico (gasoso, sólido, líquido), da elasticidade (capacidade de deformação), ou da temperatura do meio. Para este experimento foi adotada a tempera de 25ºC, a velocidade do som, utilizada é de 344 m/s, mas a 20ºC e a pressão ao nível do mar. Este último detalhe não foi ofertado pelo
enunciado do experimento. E talvez a pressão tenha influenciado às pequenas diferenças encontradas. c) Associação de resistores FASE I – ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM SÉRIE Realize o experimento seguindo os procedimentos indicados no roteiro do laboratório e anote os valores observados. Preencha a tabela 1 com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão). Lâmpada Tensão (V) 3 2, 5 3, 6 2, 7 3, Tabela 1 – Dados experimentais de tensão com quatro resistores em série Preencha a tabela 2 com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão) após a remoção da lâmpada do borne 6. Lâmpada Tensão (V) 3 3, 5 4, 7 4, ● Com base em suas observações, comente a veracidade da seguinte afirmação: “Em uma associação em série, a soma das tensões elétricas sobre cada componente (lâmpada) é igual à tensão elétrica total atuante no circuito.”
R.: Em uma associação em paralelo todos os componentes do circuito recebem a mesma tensão. ● Com base em suas observações, comente a veracidade da seguinte afirmação: “Em uma associação em paralelo, a retirada de um dos componentes do circuito (lâmpadas) não interrompe o funcionamento dos demais componentes.” R.: Em um circuito em paralelo todos os componentes estão sujeitos à mesma tensão, e caso um componente (lâmpada) seja retirado a tensão segue por um novo caminho. FASE III – ASSOCIAÇÃO MISTA DE RESISTORES Realize o experimento seguindo os procedimentos indicados no roteiro do laboratório e anote os valores observados. Preencha a tabela 4 com os resultados obtidos durante o passo 3 (Medindo a tensão). Lâmpada Tensão (V) 2 2, 3 2, 4 2, 5 9, Qual foi a tensão medida entre os terminais 2A e 5B? Utilizando seus conhecimentos sobre circuitos elétricos e associação de resistores, explique como a tensão fornecida pela fonte é dividida entre as lâmpadas do circuito montado no passo 1. R.: A tensão total do circuito com a associação mista de resistores é de 12 V; Porém, o trecho do circuito que está em série recebe uma tensão de 9,08 V enquanto que o trecho em paralelo divide a tensão de 2,97 V, por isso que às lâmpadas apresentam baixo brilho.
