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Experimento sobre resfriamento de líquidos
O experimento realizado teve a finalidade de descobrir se o resfriamento da glicerina
trata-se de um modelo empírico ou não.
Para a obtenção de dados do experimento foram utilizados os seguintes instrumentos:
- Tubo de ensaio contendo glicerina
- Termômetro Digital Minipa APPA MT-520 (Incerteza de 0.2%+1°C)
- Termopar
- Aparato contendo um cilindro de ar contínuo
- Lamparina
- Cronômetro com precisão de centésimos de segundo
Os procedimentos adotados para a coleta dos dados foram medir a temperatura do
cilindro sem o tubo de ensaio 5 vezes em intervalos de 1 minuto para se verificar a temperatura do
mesmo, os dados obtido encontram-se na tabela 1.1.
Tabela 1.1 – Temperatura do cilindro de ar Medida Temperatura Incerteza 1 21,10 ±1, 2 21,20 ±1, 3 21,10 ±1, 4 21,10 ±1, 5 21,10 ±1, Média 21,12 ±1,
Após termos coletado a temperatura do cilindro o tubo de ensaio foi aquecido com a
lamparina até aproximadamente 115°C e o mesmo foi c olocado dentro do cilindro de ar para se
obter o tempo de queda da temperatura e os dados obtidos encontra-se na tabela 1.2.
Juntamente com as incertezas do tempo que foi obtida através do teste de reação do
coletor dos dados em ver o cronômetro e o termômetro, a incerteza da temperatura foi obtida
através da precisão do instrumento e a precisão da temperatura final foi obtida através da formula
σ Tf = ( σ Ta )²+( σ Tg )² onde σTa é a incerteza da temperatura do cilindro de ar e σTg é a
incerteza da temperatura da glicerina.
Tabela 1.2 – Resfriamento da Glicerina Medida Tempo(s) Incerteza Tempo(s) Temperatura(°C) Incerteza(Temp) Tf = Tg - Ta Incerteza(Tf) 1 0 ±2 110,00 ±1,22 88,88 ±1, 2 16 ±2 105,00 ±1,21 83,88 ±1, 3 33 ±2 100,00 ±1,20 78,88 ±1, 4 52 ±2 95,00 ±1,19 73,88 ±1, 5 73 ±2 90,00 ±1,18 68,88 ±1, 6 96 ±2 85,00 ±1,17 63,88 ±1, 7 122 ±2 80,00 ±1,16 58,88 ±1, 8 150 ±2 75,00 ±1,15 53,88 ±1, 9 182 ±2 70,00 ±1,14 48,88 ±1, 10 219 ±2 65,00 ±1,13 43,88 ±1, 11 258 ±2 60,00 ±1,12 38,88 ±1, 12 302 ±2 55,00 ±1,11 33,88 ±1, 13 354 ±2 50,00 ±1,10 28,88 ±1, 14 419 ±2 45,00 ±1,09 23,88 ±1, 15 502 ±2 40,00 ±1,08 18,88 ±1, 16 610 ±2 35,00 ±1,07 13,88 ±1, 17 726 ±2 30,00 ±1,06 8,88 ±1,
Com os dados da tabela 1.2 foi feito dois gráficos da temperatura final (Tf) em função do
tempo onde o gráfico 1.1 foi feito em escala milimetrada e como os pontos neste tipo de gráfico
/ 0 t
T T e
− τ
formou uma curva foi feito o gráfico 1.2 em escala logarítmica e os pontos formou uma reta e
constatamos com isso que a taxa de decaimento da temperatura da glicerina é uma função
exponencial.
Como no gráfico 1.2 os dados formaram uma reta, concluímos que a função do
decaimento da temperatura é uma função exponencial, devido à propriedade do papel monolog e
sua equação geral da reta é dada por y = Aebx, onde A = 87,50±0,35 e b = -0,003 com incerteza
nula.
Questões extras:
Determinar a partir do gráfico final os tempos necessários para que a glicerina atinja as
seguintes temperaturas:
Temperatura Resultado
65,0°C 94 s
44,5°C 214 s
31,3°C 326 s
Analisando os gráficos e os dados obtidos concluímos que a glicerina decai a sua
temperatura exponencialmente, e obedece a formula empírica dada que é , onde
τ = 4,9610-3^ ±1,9810-5.