RELATORIO CALOR E ENERGIA, Resumos de Física Experimental

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INSTITUTO DE FISICA SEMESTRE 2023. EXPERIMENTO: EQUIVALENTE DO CALOR E DA ENERGIA DISCENTES: RAFAEL CUNHA, RAYANE TELES E VICTOR HUGO SILVA DOCENTE: MARIA DAS GRAÇAS BISPO CARDOSO TURMA: FISD41-

1. RESUMO:

Neste relatório vamos estudar a equivalência do calor e da energia. O objetivo deste experimento é a determinação do equivalente entre a caloria e o Joule, ou seja, a determinação do valor da constante A.

2. PROCEDIMENTOS: Neste experimento começamos obtendo a massa da barra de alumínio, da caixa de alumínio, e da água, registrando seus valores na folha de dados. Com a estrutura montada (figura 1), inicialmente ligamos o aquecedor junto com o cronômetro (sem a barra de alumínio), e registramos o valor da temperatura a cada minuto até atingir 60ºC, após isso desligamos o aquecedor e continuamos registrando normalmente a temperatura, quando a temperatura se estabilizou introduzimos a barra de alumínio no calorímetro e esperamos novamente a temperatura estabilizar e paramos o experimento, a partir desses valores foi construído um gráfico (gráfico 1) da temperatura(ºC) em função de tempo(s). No momento em que abrimos a caixa para colocar a barra de alumínio uma parte da temperatura se perdeu para o meio, para isso fizemos novamente o experimento até o momento em que abrimos a caixa e com o mesmo ∆t obtivemos essa variação de temperatura que foi trocada com o meio. O intuito da realização desse experimento é determinar a equivalente de calor e energia e comparando com o valor de 4,1868. Também vamos calcular o calor específico da barra de alumínio, logo depois iremos calcular novamente o calor específico da barra de alumínio, desta vez considerando a caixa de alumínio e determinar a equivalente de calor e energia. 3. MATERIAIS:  Calorímetro (Caixa de alumínio dentro de uma de isopor)  Termômetro  Aquecedor  Cronômetro  Barra de alumínio  Dentre outras ferramentas para montagem da estrutura. 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES; Primeiramente, a partir dos valores registrados, traçamos o gráfico da temperatura(°C) X tempo(s) para todo o experimento. Vale ressaltar que foi adicionado o momento em que o aquecedor foi desligado, sendo o momento de decrescimento do gráfico pela troca de calor com a barra. Vejamos:

 DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DO ALUMÍNIO

Nesta etapa, vamos calcular o calor específico da barra de alumínio. Onde iremos igualar, em módulo, o calor recebido pela barra com o calor cedido pela água.

1942C al (73,5-25,0) = 40001(73,5-74,2)

C al= 0,029 cal/gC

ERRO= -------------------------- = 86%

Comparando o valor obtido experimentalmente com o melhor valor experimental tabelado (0,22cal/g°C) é possível notar uma discrepância elevada, resultante do acúmulo de erros nas medidas e do erro sistemático da não inclusão da cuba de alumínio. Isto é, devemos considerar o calor cedido à barra nos cálculos. Vejamos em seguida como ajustar estes equívocos e reduzir os erros tanto da constante A, quanto do calor especifico do alumínio.  RECALCULO, MINIMIZANDO OS ERROS: As fontes dos erros para o calculo da constante A foram as mesmas que para o calculo do calor especifico do alumínio. Pois não foi considerada a perda de calor ao abrir o calorímetro para a imersão da barra de alumínio e também não foi considerado a troca de calor da suba de alumínio com a água com a barra de alumínio. Desta forma, para obtenção de resultados mais precisos essas informações precisão ser acrescentadas aos cálculos e formulas.

6191380= A [40001(74.2-24.5)} + {4440,22(74.2-

24.5)} ]

854.220=A* (198.800+4854,69)

A= 4,

ERRO= -------------------------- = 0,003%

Obtendo um valor quase semelhante ao estimado, sendo quase preciso totalmente. Já para o cálculo do calor especifico do alumínio temos:

1942C al (73,5-25,0) = 40001(73,5-74,2) + 444*C al *

C al= 0,033 cal/gC

ERRO= -------------------------- = 85%

Deste modo, verificamos que mesmo com a adição de informações , em virtude da cuba, a medida do calor específico experimental está discrepante do valor previsto.

6. CONCLUSÃO