LEI DE RESFRIAMENTO DE NEWTON DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE FÍSICA II

CENTRO UNIVERSITÁRIO FACVEST – UNIFACVEST

CURSO: ENGENHARIA MECÂNICA

MATHEUS MOLON DOS SANTOS

HENRIQUE FLORIANI CONSTANTE

LEI DE RESFRIAMENTO DE NEWTON

DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE FÍSICA II

PROFESSOR: AILTON LEONEL BALDUINO JUNIOR

LAGES

ABRIL/2019

                          SUMÁRIO

INTRODUÇÃO        2

1 OBJETIVO        3

2 LEI DE RESFRIAMENTO DE NEWTON        4

3 MATERIAIS E MÉTODOS        5

3.1 MATERIAIS UTILIZADOS        5

3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL        5

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES        6

CONCLUSÃO        8

REFERÊNCIAS        9

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INTRODUÇÃO

Em 1701 Newton publicou um artigo onde descrevia um método para medir temperaturas de até 1000 ºC, algo impossível para os termômetros da época. O método era baseado no que atualmente é conhecido como Lei do Resfriamento de Newton.

Em termos da diferença de temperatura, a Lei de Newton resulta em uma simples equação diferencial para diferença de temperatura como uma função do tempo. Essa equação tem uma solução que especifica uma simples taxa exponencial negativa para o decaimento da diferença de temperatura ao longo do tempo.

         

        

1 OBJETIVO

        Comprovar a lei de resfriamento de Newton e investigar as variações de temperatura de um objeto esfriando.

2 LEI DE RESFRIAMENTO DE NEWTON

A lei de Newton do resfriamento estabelece que "a taxa de perda de calor de um corpo é proporcional à diferença de temperatura entre o corpo e seus arredores.". Para um sólido em contato térmico com um fluido, estabeleceu que o resfriamento obedece à seguinte equação:

[pic 1]

Ou seja, a taxa de variação da temperatura do esfriamento, ou a velocidade do esfriamento é diretamente proporcional a uma constante de proporcionalidade e à diferença de temperatura entre o corpo e o meio ambiente. Assim, se não houver diferença de temperatura, a velocidade será zero.

As condições para que o modelo seja aceito é tomar as hipóteses (i), (ii), (iii), como verdadeiras, sendo que (i) toma que a temperatura 𝑇 = 𝑇(𝑡) dependa do tempo e seja a mesma em todos os pontos do líquido observado, (ii) a temperatura do meio permaneça constante no decorrer da prática e (iii) que a taxa de variação da temperatura no decorrer do tempo obedeça a condição da lei de resfriamento de Newton.

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 MATERIAIS UTILIZADOS

   

• Béquer com água quente com temperatura em torno de 80ºC;
• Termômetro;
• Cronômetro.

3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Para observar o decaimento exponencial da temperatura usou-se o termômetro para determinar a temperatura ambiente (Ta) em graus Celsius.

Em seguida, aqueceu-se a água até a temperatura aproximada de 80ºC, despejando-a até a metade de um béquer. Colocou-se o termômetro dentro do béquer e mediu-se a temperatura inicial (To).

A cada 1 minuto a temperatura foi medida e registrada na tabela, em um intervalo de 45 minutos.

Ilustração 1: Procedimento Experimental

[pic 2]

Fonte: Os Autores, 2019.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Através do experimento foram obtidos os seguintes valores:

Ta = 25ºC                   To = 89ºC

Tabela 01: Tempo (t) x Temperatura (T)

t (min)	T (ºC)	t (min)	T (ºC)	t (min)	T (ºC)	t (min)	T (ºC)
0	89	12	62	24	51	36	44
1	84	13	60	25	50	37	43
2	81	14	59	26	50	38	43
3	79	15	58	27	49	39	42
4	76	16	57	28	49	40	42
5	74	17	56	29	48	41	42
6	72	18	55	30	47	42	41
7	71	19	54	31	46	43	41
8	69	20	59	32	45	44	41
9	66	21	53	33	45	45	40
10	65	22	52	34	44	____	____
11	63	23	51	35	44	____	____

Fonte: Os autores, 2019.