Laboratório Termodinamica

Experimento 1:

Objetivos:

• Identificar, comparar e classificar as formas de propagação de calor;

• Reconhecer que o calor, para se propagar, precisa de temperaturas diferentes entre as regiões de escoamento;

• Mencionar que o fluxo térmico sempre se verifica no sentido das temperaturas decrescentes

Condução

Introdução

É o processo de transmissão de calor em que a energia térmica passa de um local para outro através das partículas do meio que os separa. Não há deslocamento de matéria, as partículas recebendo energia transmitem energia para as partículas vizinhas, menos energizadas, que passa a vibrar com intensidade maior, estas por sua vez, transmitem energia térmica para as seguintes, e assim sucessivamente

Materiais e Métodos:

 01 base principal;

 01lâmina suporte em aço inoxidável;

 05 corpos de prova esféricos de aço;

 01 lamparina;

 01 vela (cera);

 01 Isqueiro;

 01 cronômetro;

Com materiais em mãos e conceitos básicos em mente, foi iniciado a montagem dos equipamentos. Ao término, a vela foi acesa e fixou-se corpos esféricos na haste metálica com a cera derretida da vela.

Depois disso, foi acessa a lamparina e posicionada na extremidade da haste, onde o calor da chama propagado ao longo da haste derreteu a cera, liberando cada esfera, uma a uma em intervalos de tempos distintos.

Perguntas sobre as atividades realizadas:

a) Após acender a lamparina e iniciar o aquecimento da extremidade livre da lamina, o que acontece após certo tempo passado?

b) Quanto tempo levou para cair a primeira esfera?

Respostas a e b:

Notou-se que o fogo da vela, ao aquecer a haste, fazia as esferas caírem uma a uma em numa sequência que partia da ponta da lâmina aquecida pelo fogo, os intervalos de tempo de queda de cada esfera pode ser observada na tabela abaixo:

ITEM TEMPO

(mm:ss) INTERVALO

ENTRE AS QUEDAS (mm:ss)

ESFERA 1 00:30 00:00

ESFERA 2 01:03 00:33

ESFERA 3 01:55 00:52

ESFERA 4 04:33 03:38

ESFERA 5 10:15 05:42

c) Como você explicaria o fato da energia térmica penetrar pelo extremo da lâmina e as esferas se desprenderem, sucessivamente, nos pontos 1,2,3,4 e 5 da mesma?

Esse fato ocorre porque as partículas que formam o material receberam energia e, dessa forma, passaram a se agitar com maior intensidade. Essa agitação se transfere de partícula por partícula e se propaga em toda a lâmina até alcançar a outra extremidade.

d) Qual a função da cera e das esferas utilizadas neste experimento?

As ceras da vela vão se derretendo conforme o fio vai se aquecendo e consequentemente a esferas cairão, pois as esferas estão presas a elas.

e) Poderia a esfera 2 cair antes da esfera 1? Justifique a sua resposta.

Não, pois o processo de transmissão de calor é denominado condução, e houve transmissão de energia de átomo para átomo e de elétrons livres e pela agitação entre as partículas.

f) Como é denominada esta maneira do calor se propagar e qual a sua principal característica?

Condução térmica. A principal característica da condução é a transferência de energia sem a simultânea transferência de matéria, ocorrendo, assim, predominantemente nos sólidos.

Resultados Experimentais e Conclusão:

Notou-se que o fogo da lamparina, ao aquecer a haste, fez as esferas caírem uma a uma em numa sequência que partia da ponta da haste aquecida pelo fogo. Dessas observações, concluiu-se que isso ocorre pelo fato das partículas se agitarem transmitindo energia de uma para outra em sequência e sem pular um átomo sequer.

Experimento 2:

Convecção

Introdução

Processo de transmissão de calor, que consiste em movimentos de massas fluidas, trocando de posição. Assim, podemos afirmar que a convecção somente ocorre nos fluidos (líquidos, gases e vapores), não podendo ocorrer nos sólidos e no vácuo. Pode ser natural, quando é ocasionada por diferença de densidade devido a diferença de temperatura entre as massas de fluido, ou forçada quando é ocasionada por bombas ou ventiladores

Materiais e Métodos:

 01 base principal com:

Apatas niveladoras, chave liga-desliga isolada, haste vertical com regulagem de altura, refletor com soquete articulável;

 01 fonte irradiante de feixe direcional, 60 W

 01 ventoinha de alumínio com 8 hélices

 01 biombo protetor

 01 pivô de aço inoxidável

O experimento foi montado colocando a ventoinha na parte superior do pivô, de modo que este a mantivesse suspensa apenas apoiando-a pelo centro. E colocou-se a ventoinha acima da fonte irradiante (lâmpada).

Quanto tempo levou para a ventoinha começar a rodar?

Depois 03 minutos e 42 segundos, houve um pequeno movimento da hélice, que logo em seguida voltou a ficar inerte, porém aos 07 minutos e 54 segundos, a hélice começou a girar com mais intensidade.

Pare a ventoinha e rode ao contrário, o que acontece? Justifique o ocorrido.

Quando fizemos uma força para que a ventoinha rodasse ao contrário, ela girou