A Física Experimental

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Universidade Federal de São Carlos

Física Experimental A

Prof. Fábio Aparecido Ferri

Turma A

Prática 04:

Bruno Fernando De Lima Rosa RA: 822450

Melissa Rie Tanaka E Silva RA: 821576

Samise Luisa Brito Mayuruna RA: 819500

Resumo

A lei de resfriado de Newton habilita a medição indireta da perda de calor em função da variação de temperatura. Assim, pode ser expressa pela seguinte Equação 1:

Com o auxílio de um cronômetro e uma proveta preenchida com água quente, estudou-se a variação de temperatura com o tempo e como esta se aplicava à lei descrita utilizando diferentes métodos. Ao fim, obteve-se que, para todos os métodos empregados, foi possível executar a lei de resfriamento de Newton.

Objetivos

O objetivo desta prática foi o estudo do método de medição de variação de temperatura de água quente e do ambiente com o tempo, em conjunto à análise da função obtida a partir da utilização de papel milimetrado e do papel mono-log. Ainda, visou-se desenvolver a noção crítica sobre a lei de resfriamento de Newton e aplicá-la aos resultados da prática atual, de forma a obter a constante empírica de resfriamento da água.

Material utilizado

* papel mono-log

* papel milimetrado

* proveta (0,05ml)

* sensor de temperatura tipo K

* medidor de temperatura

* cronômetro

* béquer

* aquecedor

* água

Apresentação dos resultados

Finalizada a medição da variação de temperatura da água e do ambiente durante o período de 40 minutos, obteve-se a seguinte tabela:

Tabela 1: Tabela de tempo decorrido t, temperatura pontual da água , de temperatura ambiente e da variação de temperatura entre as mesmas no período de 40 minutos.

Observou-se que a taxa de variação da temperatura da água reduziu-se conforme a passagem do tempo. Ainda, notou-se que a temperatura ambiente manteve-se aproximadamente constante. Ao inserir os dados de variação de temperatura relativos ao tempo decorrido t no papel milimetrado, obteve-se o Gráfico 1.

Analisando o Gráfico 1 através da lei de resfriamento de Newton, supôs-se que a função da variação de temperatura pelo tempo decorrido t comportava-se como uma função exponencial de base natural e (número de Euler) . Neste sentido, expressou-a algebricamente pela Equação 1.

Equação 1: Equação representativa do comportamento da função por t, em que y(x) = , x = t, D e n são constantes desconhecidas e e representa o número de Euler.

Entretanto, no papel mono-log utilizado, teve-se como padrão as escalas logarítmicas de base 10. Assim, para a linearização do gráfico através do método visual, ao invés de utilizar-se o logaritmo na base natural, utilizou-se a base 10, obtendo-se o Gráfico 2. Após, foi possível calcular os parâmetros visual e sua incerteza u(visual) da reta do método visual com a Equação 2 e a Equação 3:

Equação 2: Equação do parâmetro visual da reta do método visual.

Equação 3: Equação da incerteza u() do parâmetro da reta método visual

Estimando o valor do parâmetro visual de -0,0150 ± -0,0025, foi possível calcular o valor do parâmetro visual e obteve-se, aproximadamente, 1,776.

Ainda, para melhor avaliação e compreendimento da reta obtida, utilizou-se o MMQ para representar graficamente a mesma função. A partir da observação de que o coeficiente linear era diferente de 0, utilizou-se a Equação 4, a Equação