INSTITUTO
FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO NORTE
CAMPUS
SANTA CRUZ
DIRETORIA
ACADÊMICA
CURSO
LICENCIATURA EM FÍSICA
DISCIPLINA:
INFORMÁTICA APLICADA A FÍSICA
PROFESSOR:
MARCELO
CONSTRUINDO
UM CALORÍMETRO CASEIRO
AILTON
SOARES
JERFFERSON
SANTA
CRUZ/RN
2016
INTRODUÇÃO
Este trabalho foi desenvolvido a partir de uma aula
experimental a qual teve como principal objetivo construir um calorímetro
caseiro e calcular sua capacidade térmica e o calor especifico do ferro. O
mesmo trata do Princípio das trocas de calor, que diz o seguinte: todo calor
recebido mais o calor cedido deve ser igual à zero.
Sendo assim:
MATERIAIS
E MÉTODOS
·
Latinha de refrigerante;
·
Parafusos de ferro;
·
Água;
·
Água quente;
·
Isopor;
·
Termômetro;
·
Proveta;
·
Balança.
Para uma melhor compreensão
do conteúdo a ser abordado no experimento será feita uma revisão geral sobre
calorimetria.
Para início da realização
deste experimento usaremos uma latinha de
refrigerante e um isopor daqueles que usamos para colocar garrafas de cervejas
muito encontrado nos bares logo depois de construído devemos descobrir a capacidade
térmica do calorímetro, quanto menor for à capacidade térmica do calorímetro
menor será a capacidade dele trocar calor e melhor é o calorímetro.
Com os dados obtidos poderemos prosseguir com
o experimento e calcular o calor específico do material.
Veja a baixo como calcular essa capacidade
térmica do calorímetro;
Figura 1.
Materiais utilizados. Fonte: foto retirada no laboratório de fluidos do
IFRN campus Santa Cruz
|
Figura 2. Calculando a capacidade térmica. Fonte:
produzida pelo autor
|
O experimento será dividido em duas etapas.
Primeira
etapa:
·
Verificar a temperatura ambiente dentro do
calorímetro que conterá 200 ml de água.
·
Verificar a temperatura inicial da água
quente e colo cala no calorímetro até que atinja o equilíbrio térmico.
Esta primeira etapa do experimento servirá
para calcular a capacidade ter,ica do calorímetro como vimos anteriormente na
figura 2 acima.
Segunda
etapa:
·
Calcular o calor específico do material.
Primeiramente deve-se colocar dentro do
calorímetro 100 ml de água a temperatura ambiente, depois pegar os parafuso de
ferro e aquecê-los e verificar a temperatura inicial depois devemos coloca-los
rapidamente dentro do calorímetro e verificarmos a temperatura quando atingir o
equilíbrio térmico. num recipiente com agua quente.
A
massa da substância pode ser obtida utilizando-se a balança.
Utilizando-se do mesmo princípio podemos afirmar
que:
Assim:
A partir dos dados obtidos, será possível encontra
o calor do objeto.
Figura 3.
Aquecendo a água e os parafusos. Fonte: foto retirada no laboratório de
fluidos do IFRN campus Santa Cruz
|
Figura 4. Esperando os parafusos entrarem em equilíbrio térmico. Fonte: foto retirada no laboratório de fluidos do IFRN campus Santa Cruz
RESULTADOS
E DISCUSSÃO
Os resultados obtidos serão
de extrema importância, pois através deles será possível fixar o conhecimento
sobre a teoria que existe no funcionamento do experimento e determinar a
eficácia da metodologia utilizada no aprendizado.
Dados
obtidos:
Massa dos parafusos – 32,6 g
100 ml de água
i= 25 0c -
água normal a temperatura ambiente
i= 76,5 0c –
água quente com parafusos dentro
s= 27 0c –
água normal com parafusos aquecidos dentro
C= 14,28
- capacidade do calorímetro
Usando
a seguinte equação;
Conseguimos obter o calor especifico do
ferro, cf= 0,035 cal/g
Acreditamos que os
resultados obtidos foram de grande valor, pois através deles percebemos que a
aula pratica pode ser de grade auxilio no processo de ensino e aprendizagem.
Percebemos
que o calor especifico encontrado para o ferro não é exatamente o real,
verificamos que tem uma grande diferença, vários fatores podem ter contribuído
para isso os parafusos podem conter uma mistura de materiais que não seja
apenas constituído de ferro, ao passar
os parafusos para dentro do calorímetro ouve troca de calor com o ambiente, em
fim vários fatores contribuíram para essa diferença no valor encontrado.
CONSIDERAÇÕES
FINAIS
Percebe-se que o uso da
prática experimental tornasse de grande valor no auxilio a aprendizagem dos
conteúdos de física uma vez que o aluno relaciona as teorias vistas em sala de
aula junto ao professor com a prática, notamos que à prática ajuda a fixar o
conteúdo visto em sala. A experiência vivenciada nesta aula será de grande
contribuição para uma melhor fixação da aprendizagem e desenvolvimento de
habilidades na construção de experimentos simples que podem ser de grande
contribuição para nosso futuro acadêmico e profissional.
REFERÊNCIAS
NUSSENZVEIG,
H. M. Curso de física básica: fluidos, oscilações e ondas, Calor. 4. ed. São-Paulo:
E. Blucher, 2007.
Luís,
Adir Moisés. Elementos da Termodinâmica
/ Adir. M. Luiz, Sergio L. Gouveia. – Rio de Janeiro: Francisco Alves,
1989.
