INFORMAÇÃO DE FUNDAMENTO PARA O ESTUDO DA TERMODINÂMICA

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

“Júlio de Mesquita Filho”

Engenharia Ambiental

Laboratório de Física 2 – Relatório 5

FUNDAMENTOS PARA ESTUDO DA TERMODINÂMICA

Acadêmicos:

Engenharia Ambiental

Professor Doutor Celso Xavier Cardoso

Presidente Prudente – 10/10/2013

SUMÁRIO

RESUMO 3

OBJETIVOS 3

INTRODUÇÃO 3

MATERIAL NECESSÁRIO 4

RESULTADOS E DISCUSSÕES 5

CONCLUSÃO 10

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 12

 

RESUMO

As atividades desenvolvidas neste relatório relacionam-se a temperatura, calor e as leis da termodinâmica. Deduzimos o comportamento dos átomos ou moléculas de diferentes materiais quando aquecidos a partir do uso de um conjunto de hastes, elásticos e discos de metal. Comprovamos a dilatação volumétrica do ar com o aquecimento e verificamos as trocas de calor entre dois corpos até que se chegue a um ponto de equilíbrio térmico. Estudamos, também, as diferentes escalas de medição da temperatura e a relação entre elas.

OBJETIVOS

Objetivos da atividade são descrever e classificar energia térmica, concluir e conceituar temperatura, classificar equilíbrio térmico, ampliar seus novos conhecimentos na fabricação de um termoscópio simples conceituar termômetro e relacionar o conhecimento adquirido das escalas termométricas.

INTRODUÇÃO

A termodinâmica é a área da física que estuda as relações de calor trocado pelos corpos entre si e/ou com o meio externo. Seu estudo é importante, pois é através das variações de temperatura, pressão e volume, que a física busca compreender o comportamento e as transformações que ocorrem na natureza. Nosso objetivo será estudar, por meio de experimentos, os seus fundamentos.

A calorimetria é o ramo da física que se ocupa dos fenômenos decorrentes da transferência de calor. O calor, por sua vez, nada mais é do que o trânsito da energia térmica de um corpo para outro. Quando os dois corpos chegam à mesma temperatura, dizemos que estão em equilíbrio térmico e a temperatura final é chamada de temperatura de equilíbrio. Os corpos e as substâncias na natureza reagem de maneiras diferentes quando recebem ou cedem determinadas quantidades de calor. A grandeza que mede a quandida de calor necessária para aumentar de um grau a temperatura de um corpo é a capacidade térmica. Mas ela não é um valor fixo, depende da massa e do calor específico de cada substância. Quando uma quantidade de calor é fornecida ou retirada de um corpo, não modifica a sua temperatura, mas produz mudança de seu estado de agregação ou mudança fase, é denominado calor latente. A energia térmica consiste na energia de movimento das partículas atómicas. Esta é devida, por exemplo, no caso dos cristais, à agitação dos átomos enos gases e líquidos ao movimento desordenado das moléculas e grupos de moléculas pela rotação de moléculas e pela agitação térmica dos seusátomos. Temperatura é uma grandeza física que está associada de alguma forma ao estado de movimentação ou agitação das moléculas. Quanto mais quente está o corpo, maior é a agitação molecular e quanto mais frio, menor a agitação. Associada com a pressão, a massa e o volume, caracteriza um sistema termodinâmico. As escalas termométricas são definidas como mecanismos utilizados para medir a temperatura dos corpos. As escalas mais comuns são: Celsius (com os pontos extremos sendo o da fusão e ebulição da água 0ºC e 100°C), Fahrenheit (foi determinado que água funde a uma temperatura de 32°F e entra em ebulição a uma temperatura de 212°F) e Kelvin ( foi adotado para essa escala, o -273ºC como zero absoluto).

MATERIAL NECESSÁRIO

Para a realização das atividades deste relatório, foram necessários os seguintes materiais:

Um tripé Delta haste e sapatas niveladoras amortecedoras;

Duas pinças com mufa (ou duas pinças com cabo mais duas mufas duplas 90 a graus);

Um modelo elementar do arranjo atomico;

Duas hastes horizontais de encaixe em pinça (A e B);

Um gancho com massa lastro;

Uma tela para aquecimentos;

Um copo Becker com água a temperatura ambiente;

Um termômetro químico -10 + 110 °C;

Uma fonte térmica, no caso lamparina;

Um frasco de azul de metileno;

Uma caneta hidrocor preta;

Água quente

Um pano para limpeza;

Caixa de fósforos.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Título: Fundamentos para o estudo da termodinâmica

1.1. Observar as hastes A e B utilizadas na montagem, responda as seguintes questões:

Existe algum movimento destas hastes em relação às paredes da sala:

Resposta: Não.

1.2. Observando a água do copo (sem bater na mesa) existe algum movimento da água em relação ao recipiente

Resposta: Não.

1.3. Supondo a água destilada e as hastes de ferro puro, do que você diria que estes corpos são constituídos?

Resposta: Hidrogênio, oxigênio e ferro.

1.4. Apenas como ilustração, não que o arranjo corresponda aos modelos atuais, podemos pensar que o nosso exemplo mecânico seja parecido com a distribuição atômica no interior de um corpo.

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