O Resfriamento de Newton

1. Introdução

Como bem sabemos, Issac Newton foi um grande matemático e físico, que com apenas uma simples observação de uma maça caindo de uma arvore, concluiu a existência da força da gravidade, não apenas esta, mas muitas descoberta fez o cientista, de sumo importância nos dias atuais, como por exemplo a Lei de Resfriamento, onde se definiu a taxa de variação da perca  de temperatura, tal descoberta no ano de 1701, influenciando até os dias de hoje.

A partir de então, foi possível a analise de qualquer temperatura, que o homem consegue medir, de qualquer objeto, podendo ser um bloco cerâmico ou até mesmo uma forma de bolo. Também é possível a analise gráficas do mesmo, podendo assim a percepção de sua variação e tempo do objeto, isto tanto como para um corpo aquecido ou para um corpo em resfriamento, ambo se encaixam em sua definição.

Como base nessas informações estudaremos mais a fundo, realizando um experimento deste para melhor analise e entendimento.

1. Objetivos

   O designo deste relatório é a análise do experimento físico da Lei do Resfriamento proposto por Newton e a verificação de curvas de níveis deste, no gráfico.

1. Detalhes do Experimento

Nesta experiência, vimos à utilização de alguns materiais fundamentais para a realização deste, tais como o termômetro, água, aquecedor elétrico, um béquer de 250 ml, dois béquer de 1 litro, aquecedor elétrico, cronometro e fórmulas. Como podemos observar na imagem abaixo:

Figura 1 - Materiais

[pic 1]
Fonte: YouTube, Facens, 2020.

           Num primeiro instante teríamos que descobrir sua curva de nível em um gráfico. Sua formula seria , onde é a temperatura do corpo em função do tempo,  é a temperatura ambiente do local do resfriamento, K1 é a Gradiente de temperatura do corpo e ambiente, K2 é a coeficiente de transparência de calor e T, é o tempo dados em minutos. Para este calculo utilizada a ferramenta computador Excel.[pic 2][pic 3][pic 4]

Primeiro colocamos certa quantidade de agua em um dos béqueres de um litro e aquecendo com o auxilio do aquecedor. Após a realização da mesma, dividimos a agua nos dois béqueres que possuíamos, de 250 ml e de 1000 ml, e tiramos a sua temperatura a cada um minutos por 15 minutos, dos dois recipientes com agua. Podemos agora obter dois gráfico.

[pic 5]

[pic 6]

Tal que o gráfico 1 representa o béquer que continha 250ml, o gráfico 2 representa o béquer que continha 1000 ml, podemos perceber que no segundo gráfico ao resfriamento da água é maior que no primeiro gráfico, contendo um diâmetro menor em relação ao segundo. Também nos forneceu que K=5,56 do primeiro gráfico e, K=5,26 do segundo gráfico, segundo o sistema.

 

1. Resultados

Os dados obtidos durante o experimento foram colocados em tabela para melhor compreensão e analise dos dados

Primeira Tabela – Béquer 250ml de agua.

Tempo	Temperatura C°	Tempo	Temperatura C°
0	68,9	8	59,9
1	68,3	9	58,8
2	67,2	10	57,9
3	65,9	11	56,9
4	64,6	12	56,1
5	63,3	13	55,2
6	62,1	14	54,2
7	60,1	15	53,6
Media de Temperatura	65,05		56,57
Media final	60,81

Segunda Tabela – 1litro de agua.

Tempo	Temperatura C°	Tempo	Temperatura C°
0	58,6	8	48,6
1	57,6	9	47,5
2	56,1	10	46,6
3	54,8	11	45,7
4	53.1	12	44,8
5	51,9	13	44,2
6	50,9	14	43,4
7	49,7	15	42,8
Media de Temperatura	54,08		45,45
Media Final	49,76

A partir dos dados obtidos, podemos analisar que houve diferença de 10,3C° temperatura inicial dos béqueres, por um ter um diâmetro maior, possibilitou o resfriamento mais rápido da agua, mesmo colocando ao mesmo tempo. No primeiro béquer, teve uma media de 0,9C° nos 15 minutos e no segundo, obteve uma media de 1,08C°, resultado devido a um diâmetro do recipiente maior. Podemos observar isso melhor na imagem abaixo