Resfriamento

Lei de Resfriamento de Newton

André Felipe Figueiredo Dutra (14/0171894), Brunno Dias Fernandes (14/0175482), Eudes Junior Passos de Sousa (14/0138005), Gustavo Teles Vilar de Sena (14/0172548), Rhaeska Lilliane Silva (14/0161031)

Disciplina: Natureza e Energia – Turma B (Noturno) – 2º/2014

Licenciatura em Ciências Naturais

Faculdade UnB Planaltina

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Resumo: Neste trabalho utilizamos o experimento para medir o calor específico de um líquido, por meio da lei de resfriamento de Newton, para mostrar quais os principais mecanismos de troca de calor entre o sistema e o ambiente. Assim, analisamos a curva de resfriamento da água aquecida em relação à temperatura ambiente. 

Palavras chave: lei de resfriamento de Newton; temperatura; calor.

Introdução

 O processo de resfriamento é rápido no início, posteriormente fica uniforme. Após um período longo de tempo, a temperatura do copo com água quente  alcança a temperatura ambiente. Estas variações de temperatura para esfriamentos de objetos foram reunidas por Newton. Ele definiu que a taxa na qual um corpo quente esfria é aproximadamente proporcional à diferença de temperatura entre a temperatura do objeto quente e a temperatura do seu entorno. Observações experimentais indicam que a corrente térmica estabelecida, isto é, a quantidade de calor transferida do mais quente para o mais frio por unidade de tempo, dQ/dt, é proporcional à diferença de temperaturas (T - Ta) entre o sistema e o ambiente.

Tivemos como objetivo determinar o comportamento do resfriamento de um copo com água quente tendo como princípio constatar a lei de resfriamento de Newton.

Procedimento Experimental 

Para fazermos a lei de resfriamento primeiro pegamos um béquer colocamos cerca de 200 ml de água e colocamos para esquentar por três minutos ate que alcançasse 80º C tirando rapidamente do micro ondas para que não perca calor despejamos a água no copo de alumínio com um termômetro em temperatura ambiente e observamos qual foi sua temperatura inicial que foi de certos 80º C após isso com um cronometro fizemos anotações de três em três minutos para obtermos os pontos desejados, e observarmos que gradativamente a temperatura ia baixando cerca de 6º C a cada medida feita.

Após  isso passamos os valores obtidos para uma tabela e tivemos a curva de resfriamento.

Figura 1

[pic 1]

Figura 2 – Curva de temperatura em função do tempo. [pic 2]

        Vemos que a temperatura vai gradativamente aproximando-se da temperatura ambiente e esta diferença vai tornando-se cada vez menor até que num determinado tempo ela fica desprezível e podemos dizer que os corpos estão em equilíbrio térmico (suas temperaturas são iguais). A partir do gráfico podemos saber a temperatura da água em determinado instante de tempo. Podemos usar para descrever a situação acima a equação : T = ( To - Tf) exp(-kt) + Tf

Resultados e Discussões

Durante o resfriamento, obtivemos os dados mostrados na Tabela.

Tempo (Minutos)	Graus          Celsius
0	80
3	73
6	68
9	64
12	61
15	58
18	55
21	53
24	51
27	49
30	48
33	46
36	45
38	45
42	43
45	42

     

          Com os dados obtidos, construímos o gráfico para analisar o comportamento do resfriamento em relação ao tempo, que está em anexo. Devido os procedimentos e os materiais utilizados nesse experimento, não tivemos uma precisão exata da temperatura de alguns instantes do experimento. Mas, para termos uma base sobre o resfriamento, o gráfico da temperatura em função do tempo com todos os seus pontos do sistema foi apresentar um eixo de forma descrente e gradualmente que foi se aproximando da temperatura ambiente do laboratório, isso descreve o fenômeno observado pela lei de resfriamento de Newton.

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