quantidade de calor, Notas de aula de Engenharia Mecânica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

Relatório de Física 2

Manaus, 21 de dezembro de 2009

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

Relatório de Física 2

Manaus, 21 de dezembro de 2009

Relatório solicitado pela professora Querem Hapuque aos alunos: Sabrina de Oliveira Nataniel Freire Luiz Carlos Paulo César Ramon Códamo Wilson Picanço

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

Experiência 3 Título: Efeito Joule e afeito Termoelétrico Quando um condutor é atravessado por uma corrente elétrica, uma certa quantidade de energia elétrica, proporcional ao quadrado da intensidade da corrente que passa pelo condutor, transforma-se em energia térmica. É o efeito Joule. O fenômeno inverso acontece nos termopares, quando as junções dos dois metais são mantidas em temperatura diferente, cria-se uma diferença de potencial e em conseqüência uma corrente elétrica. Sendo a unidade de energia térmica mais comum a caloria e a de energia elétrica o Joule. Também é determinado, nessa unidade, o fator de conversão entre essas duas unidades físicas. MATERIAL Béquer, Termômetro, Cronômetro e Aquecedor de imersão PROCEDIMENTO

1. Determinar a resistência do aquecedor (para isso use um ohmímetro ou através da construção de uma ponte de Wheastone).
2. Coloque água no béquer (o suficiente para cobrir o aquecedor) e anote a sua mesma e temperatura inicial.
3. Ligue ao aquecedor a uma tomada de 110V e espere 5minutos, sempre agitando a água para a uniformização da temperatura. Anote a temperatura final e o tempo exato de operação. Massa(g) 200g Temperatura Inicial 28 ⁰C Temperatura Final 50,7⁰C Tempo de Operação 5 min Tensão 110V Resistência do Aquecedor 75 Ω

QUESTÕES 2 0 7 0 1. Determine a quantidade de calor fornecido a água, em calorias. Sendo Q = m.c.ΔT , temos que: Q = 200x1x(50,7 – 28) Q = 4.540 cal. 2 0 7 0 2 .Determine a potência e o fator de conversão de calorias para joule. P = V²/R P = 161,33W , o fator de conversão equivale a 4,192.

2 0 7 0 3. Calcule a energia dissipada. Ed = PxT Ed = 806,5 J

EXPERIÊNCIA 4

Título: Troca de Calor Se dois sistemas de temperatura diferentes são colocados em contato, depois de um tempo eles estarão com a mesma temperatura. Em condições ideais de isolamento com o ambiente, o calor Q 2 0 8 1 fornecido pelo sistema mais quente é igual ao calor Q 2 0 8 2 recebido pelo calor frio. Isto acontece porque, um sistema que não entra e nem sai calor (sistema ideal), a soma algébrica das transferências internas de calor é zero. Este calor é função da massa m, do calor específico de c e da variação de temperatura Δ t de cada um dos sistemas: Q = mcΔ t Então, imaginemos um sistema composto de água fria e calorímetro, a partir de nossa afirmação, podemos dizer que: Q água quente + Q água fria + Q calorímetro = 0 Os calorímetros, instrumentos usados para determinar o calor específico das substâncias, não conseguem reproduzir essas condições ideais. Portanto, há necessidade de se calcular o seu equivalente em água (capacidade térmica C= mc), isto é, quantidade de água que tem a mesma capacidade calorífica do calorímetro. MATERIAL NECESSÁRIO

• 1 calorímetro de 500ml
• 1 termômetro
• 1 béquer
• 1 aquecedor de imersão
• 1 haste de madeira
• 1 balança
• 1 cilindro de latão Esta montagem é feita somente quando a água é aquecida dentro do calorímetro. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Conclusão Acabamos de ver que, quanto maior o calor específico de uma substância, menos ela se aquece ao receber uma certa quantidade de calor. A água é uma das substâncias que apresenta calor específico de valor mais elevado. Por essa razão, certa massa de água (lago, rio, piscina etc), ao receber calor do Sol, sofre pequenas variações em sua temperatura, em comparação com outros objetos situados em sua vizinhança. Ainda pelo mesmo motivo, quando o Sol se põe, o resfriamento da água é muito mais lento que o daqueles objetos. Assim, é fácil entender por que é tão agradável mergulhar na água em um dia muito quente.