Relatório Experimental - Resfriamento de Newton

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Lei do Resfriamento de Newton: Esta lei descreve o comportamento de um corpo quando exposto a um ambiente com uma temperatura mais baixa. Está lei envolve, além da diferença de temperatura do corpo e do meio, a calor específico do material, as condições ambientes, a superfície de contato e o tempo em que eles permanecem em contato.

A equação pode ser representada por:

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Sendo:

: A variação de temperatura no corpo.[pic 3]

: Uma constante que representa os varios fatores envolvidos no processo, como a superfície de contato, as características do ambiente e o calor específico.[pic 4]

: A temperatura inicial do corpo. [pic 5]

: A temperatura do ambiente no qual o corpo esta exposto.[pic 6]

: O intervalo de tempo no qual o corpo esta em contato com o ambiente.[pic 7]

Linearização: É o procedimento que envolve tornar um gráfico não-linear (curvo) em um gráfico linear (reta). Isto é feito encontrando-se uma relação entre duas variáveis do processo que possam satisfazer a condição de reta (dada pela fórmula y = ax + b) , ou seja, que permitam encontrar os coeficientes angulares e lineares da equação de reta.

Este processo facilita a análise do comportamento do gráfico e a determinação de como as variáveis atuam na reta.

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Materiais

Nessa experiência colocou-se a água em um Becker, aqueceu-a , utilizando uma aquecedor e mediu-se de temperatura máxima atingida pela água utilizando o termômetro. Após a retirada do aquecedor mediu-se o tempo decorrido entre cada grau célsius a qual a água foi resfriada em temperatura ambiente. Para o ultimo dado utilizou-se o cronômetro.

Becker: Recipiente resistente a temperaturas e reações quimicas utilizado em laboratório, geralmente possui graduação, um formato cilindrico, fundo achatado e um bico em sua extremidade superior.

Sua Graduação geralmente possui precisão variante em 5%.

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Imagem 1 - Foto do Becker utilizado (Fonte: Autores)

Aquecedor / Agitador Magnético: Utilizado para agitar substancias e fazer a manutenção da temperatura de amostras que devem ser diluidas ou misturas a temperaturas mais elevadas. Possui uma placa termica e sobre ela é colocado o recipiente que se pretende agitar/aquecer. Neste experimento utilizou-se apenas a função de aquecimento.

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Imagem 2 - Foto do Aquecedor utilizado (Fonte: Autores)

O agitador magnético utilizado para o desenvolvimento do experimento é da marca Superohm.

Termômetro: Instrumento de medida sensível o qual entra em contato direto com a substância ou corpo a ser aquecido ou resfriado, até alcançar o equilibrio térmico. O termômetro utilizado para o desenvolvimento do experimento é da marca ION, utilizado principalmente em laboratórios, cozinhas e fábricas, por ser do tipo espeto e com visor com mobilidade giratória de 180 graus permite que o experimento seja realizado com mais facilidade. Modelo SPLIT300.

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Imagem 3 - Foto do Termômetro utilizado (Fonte: Autores)

Cronômetro: Instrumento usado para medir frações de tempo precisas. O cronômetro começa a funcionar quando o utilizador acionar o botão. Após acionar pela segunda vez o botão o contador para, mostrando com exatidão o tempo decorrido. Cronômetro digital normalmente usado em laboratórios e para prática de esportes, de fácil manipulação. Modelo PC-396.

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Imagem 4 - Foto do Cronômetro utilizado (Fonte: Autores)

Papel Mono-log: Papel impresso com linhas separadas a uma distância específica, usado principalmente pra representar relações funcionais exponenciais entre duas grandezas. Para a elaboração desse experimento foi utilizada os dados de temperatura no eixo y, e tempo no eixo x.

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Imagem 5 - Foto do Papel Mono-log (Fonte: Autores)

Tabela 1 - Caracterização dos Instrumentos

Instrumento

Marca e Modelo

Tipo

Faixa nominal de apresentação

Incerteza

Analog/Digital

Termômetro

ION / Split 300

Digital

-50ºC a 300ºC

0.1°C[i][j][k][l]

Cronômetro

ION / PC-396

Digital

0h00m00s a 24h00m00s

0,01 segundos

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Procedimentos Experimentais

Primeiramente, utilizou-se o agitador magnético para aquecer 100ml de água contidos em um becker até atingir o ponto proximo do de ebulição, em torno de 94° C (uma temperatura maior poderia ocasionar na perda de um grande volume de água devido a evaporação do mesma, comprometendo o experimento). Quanto maior a temperatura, melhor será a análise e as medidas, pois como já dito, a diferença de temperatura entre o corpo e o meio implicará diretamente na velocidade de troca de calor entre eles.

Mediu-se a temperatura máxima da água. Após o inicio do resfriamento anotou-se o tempo decorrido de grau a grau Celsius, completando a tabela II. Inicialmente será necessário uma boa coordenação de equipe e agilidade nas medições pois nesta etapa o decaimento de temperatura é extremamente rápido.

Após