Aula prática – Física geral e experimental Energia

Aula prática Física geral e experimental energia

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ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: Física Geral e Experimental Energia

Unidade: U2_DINÂMICA_DO_MOVIMENTO_DE_ROTAÇÃO
Aula: A3_EQUILIBRIO_DE_COROS_RÍGIDOS

OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Utilizar um contrapeso para equilibrar a balança e, com base nas equações do equilíbrio estático de corpos rígidos, determinar o valor da massa sobre a balança.

SOLUÇÃO DIGITAL: Algetec
Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Estática – Balança de Prato”.
O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado preferencialmente por computador.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Inserir o nome do experimento: ESTÁTICA – BALANÇA DE PRATO

Atividade proposta: Aplicar as equações de equilíbrio estático de corpos rígidos para obter a massa de um objeto sobre a balança.

Procedimentos para a realização da atividade:
Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento ESTÁTICA – BALANÇA DE PRATO, que será desenvolvido na plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir do acesso, seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da atividade.
O primeiro passo consiste em inserir os pesos na balança. Para isso, visualize a câmera “Pesos” clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Pesos” localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da tela.

Posicione um peso na balança clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o peso escolhido.

Visualize a balança clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Frontal”.

Posicione o mouse sobre a balança para obter os dados das distâncias dos pesos em relação ao pivô central, bem como o valor do contrapeso. Com estes dados e a equação do equilíbrio de momentos, será possível calcular o peso desconhecido na balança. Anote os valores encontrados.

Posicione o mouse sobre o contrapeso para obter sua massa, observando a especificação disposta na caixa de informações. Anote o valor encontrado.

Ajuste o contrapeso clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o mesmo e arrastando para a posição desejada, até que a balança retorne ao equilíbrio. Observe que, após clicar no contrapeso, na parte inferior esquerda da tela será exibida a vista ortogonal, onde é possível verificar a posição no contrapeso na haste.

Continue o procedimento até que a balança alcance o equilíbrio.
Obtenha as distâncias do peso e contrapeso ao pivô da balança clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a opção “Inspecionar”. Anote os valores das distâncias.

Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada”.

Retire os pesos da balança e posicione-os sobre a mesa clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o peso.

Realize os passos listados acima para os outros pesos dispostos sobre a bancada.

Não esqueça de anotar os dados obtidos nos processos experimentais.

Avaliando os resultados:
Com os dados obtidos e calculados, responda os questionamentos a seguir.
1. Através das condições de equilíbrio para o corpo rígido, calcule a massa do corpo rígido posicionado na balança.
M1 = __________ g
Atenção: Observe atentamente as unidades das grandezas dispostas no experimento

2. Após a repetição do experimento para os outros pesos dispostos na bancada, descreva qual a relação entre o peso do corpo posicionado no prato da balança e a distância do contrapeso ao pivô.

Checklist:
✓ Acessar seu AVA;
✓ Clicar no link do experimento ESTÁTICA – BALANÇA DE PRATO;
✓ Inserir os pesos na balança;
✓ Obter os pesos do prato e contrapeso;
✓ Ajustar o equilíbrio da balança;
✓ Realizar as medidas;
✓ Retirar o peso da balança;
✓ Repetir o experimento;
✓ Avaliar os resultados.

RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb. Acrescente as referências bibliográficas, quando houver, segundo as normas da ABNT.
Resultados de Aprendizagem:
Como resultados dessa prática será possível descrever o funcionamento de uma balança de prato e utilizar as equações deequiíbrio estático em corpos rígidos para validar o equilíbrio de um corpo rígido.

 

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: Física Geral e Experimental Energia

Unidade: U3_MECÂNICA_DOS_FLUIDOS
Aula: A2_PRINCÍPIO_DE_ARQUIMEDES

OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Esse experimento explora o princípio de Arquimedes, onde é possível observar o efeito da força de empuxo atuante em um corpo quando submerso em um fluido em equilíbrio. Dessa forma, com o desenvolvimento do experimento será possível:
• reconhecer a presença do empuxo em função da aparente diminuição da força peso de um corpo submerso num líquido;
• determinar o valor do empuxo atuante em um corpo submerso na água;
• verificar que o valor modular do empuxo é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo submerso.

SOLUÇÃO DIGITAL: Algetec
Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Hidrostática”.
O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado preferencialmente por computador.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Inserir o nome do experimento: HIDROSTÁTICA

Atividade proposta: Identificar o efeito do empuxo sobre um cilindro submerso em água e calcular o volume do fluido deslocado pelo cilindro, relacionando os dados obtidos com a força de empuxo.

Procedimentos para a realização da atividade:
Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento HIDROSTÁTICA, que será desenvolvido na plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir do acesso, seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da atividade.
Ao abrir a tela inicial, clique em “Modo experimento”.

Irá abrir uma tela com orientações sobre a utilização do mouse. Leia atentamente e clique em fechar.

Feito isso, irá abrir a tela inicial do experimento.

O primeiro passo do experimento consiste em verificar o peso do cilindro. Para isso, coloque o cilindro na mesa. Para executar esse movimento, acesse a câmera “Dinamômetro” e, em seguida, clique sobre o cilindro com o botão direito do mouse e selecione a opção “Colocar na mesa”.

Calibre o dinamômetro, clicando sobre ele com o botão direito do mouse e selecionando “Calibrar dinamômetro”.

Observe que dinamômetro agora está na posição zero.

Posicione o cilindro embaixo do recipiente transparente. Para isso, altere o modo de visualização para “Bancada”, clique sobre o cilindro com o botão direito do mouse e selecione a opção “Colocar embaixo do recipiente”.

Verifique o peso do cilindro através da escala do dinamômetro.

O próximo passo, consiste em colocar o cilindro no béquer. Para que seja possível posicionar o béquer embaixo do dinamômetro, é necessário levantar o dinamômetro antes. Para isso, clique com o botão direito sobre o instrumento e selecione “Levantar dinamômetro”.

Posicione o béquer embaixo do dinamômetro, clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecionando a opção “Colocar embaixo do dinamômetro”.

Retorne o dinamômetro para a posição inicial clicando com o botão direito do mouse e selecionando a opção “Descer dinamômetro”.
Perceba que o cilindro agora está imerso na água. Verifique o valor indicado na escala do dinamômetro.

Nesse momento, devemos preencher o recipiente com água. Com o auxílio da pisseta, preencha totalmente o recipiente transparente com água. Para isso, clique com o botão direito do mouse sobre a pisseta e selecione a opção “Encher cilindro”.

Para despejar a água, basta clicar sobre a pisseta com o botão esquerdo do mouse.

Retorne a pisseta para a mesa, clicando com o botão direito do mouse e selecionando a opção “Retornar à mesa”.

Verifique o valor indicado na escala do dinamômetro.

Agora, será necessário desmontar o experimento. Levante o dinamômetro clicando com o botão direito do mouse e selecionando a opção “Levantando dinamômetro “.

Retorne o béquer para a mesa clicando com o botão direito do mouse e selecionando a opção ” Posicionar na mesa”.

Desça o dinamômetro clicando com o botão direito do mouse e selecionando a opção “Descer dinamômetro.”

Coloque o cilindro de Arquimedes na mesa clicando com o botão direito do mouse e selecionando a opção “Colocar na mesa”.

Esvazie o recipiente transparente, clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecionando a opção “Esvaziar recipiente”.

Avaliando os resultados:
Com os dados obtidos e calculados, responda os questionamentos a seguir.
1. Explique a aparente diminuição ocorrida no peso do cilindro ao ser imerso na água.

2. Por que, ao preencher o recipiente com água, o peso marcado pelo dinamômetro retorna exatamente ao valor do cilindro quando não estava imerso na água?

3. Determine o módulo da força que provocou a aparente diminuição sofrida pelo peso do corpo, denominada empuxo E.
E = PCFL – PACDL
E = _____ N
Onde: PACDL = Peso aparente do corpo dentro do líquido.
PCFL = Peso aparente do corpo fora do líquido.

4. Explique o motivo pelo qual usamos a expressão “aparente diminuição sofrida pelo peso do corpo” e não “diminuição do peso do corpo”.

Checklist:
✓ Acessar seu AVA;
✓ Clicar no link do experimento HIDROSTÁTICA;
✓ Verifique o peso do cilindro;
✓ Coloque o cilindro no béquer;
✓ Preencha o recipiente com água;
✓ Desmonte o experimento;
✓ Avalie os resultados.

RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb. Acrescente as referências bibliográficas, quando houver, segundo as normas da ABNT.
Resultados de Aprendizagem:
Como resultados dessa prática será possível reconhecer a presença do empuxo em função da aparente diminuição da força peso de um corpo submerso num líquido, determonando a força de expuxo atuante.

 

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: Física Geral e Experimental Energia

Unidade: U4_TEMPERATURA_E_CALOR
Aula: A3_CALORIMETRIA

OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
O objetivo da aula prática consiste descrever os fenômenos causados pelo aquecimento de um corpo, determinando o calor específico e capacidade térmica.

SOLUÇÃO DIGITAL: Algetec
Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Calorimetria”.
O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado preferencialmente por computador.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Inserir o nome do experimento: CALORIMETRIA

Atividade proposta: Compreender os fenômenos decorrentes da troca de energia térmica entre os corpos, calculando a capacidade térmica de um calorímetro e, posteriormente, utilizar este dado para determinar o calor específico de diversas substâncias.

Procedimentos para a realização da atividade:
Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento CALORIMETRIA, que será desenvolvido na plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir do acesso, seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da atividade.
Ao clicar no link do experimento, uma tela explicativa sobre o uso do mouse irá aparecer. Leia com atenção e feche-a.

Feito isso, a tela inicial do experimento irá aparecer.

O experimento é composto por duas partes. Na primeira etapa, temos por objetivo determinar a capacidade térmica de um calorímetro. Para isso, vamos iniciar o experimento considerando as questões de segurança.
Visualize o armário de EPIs clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “EPI” localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da tela. Se preferir, também pode ser utilizado o atalho do teclado “Alt+4”.

Abra o armário de EPIs clicando com o botão esquerdo do mouse sobre as portas.

Selecione os EPIs necessários ao experimento clicando com o botão direito do mouse sobre o EPI desejado e selecionando a opção “Usar este item”. Nesse experimento, é obrigatório o uso de jaleco e óculos.

Feche o armário de EPIs clicando com o botão esquerdo do mouse sobre as portas.

Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada” ou através do atalho do teclado “Alt+1”.

Com os EPI’s, vamos inicial o experimento tarando a balança. Assim, posicione o béquer na balança clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Colocar na balança”.

Visualize a balança clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Balança” ou através do atalho do teclado “Alt+5”.

Ligue a balança clicando com botão esquerdo do mouse sobre o botão “Power”.

Observe se a balança ligou.

Tare a balança para desprezar a massa do béquer clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o botão “TARA”.

Observe que a balança foi zerada após a tara.

Retorne o béquer para a bancada clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Colocar na mesa”.

Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada” ou através do atalho do teclado “Alt+1”.

Agora, será necessário colocar água no béquer. Para isso, transfira 100 mL de água para o béquer clicando com o botão direito do mouse na pisseta com água indicada e selecione a opção “Despejar no béquer”.

Pressione a pisseta para inserir água no béquer clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ela, e observe a quantidade de água adicionada pela escala que aparece ao canto da tela.

Retorne a pisseta para a bancada clicando com o botão direito do mouse sobre a pisseta e selecione a opção “Colocar na mesa”.

Feito isso, vamos medir a massa da água. Assim, coloque o béquer já com a água sobre a balança clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Colocar na balança”.

Visualize a balança clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Balança” ou através do atalho do teclado “Alt+5”.

Observe e anote o valor da massa exibido pela balança.

Retire o béquer da balança clicando com o botão direito do mouse no béquer e selecione a opção “Colocar na mesa”.

Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada” ou através do atalho do teclado “Alt+2”.

Nesse momento, será necessário ajustar o aquecimento. Nessa etapa, posicione o béquer sobre o sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Posicionar no sistema de aquecimento”.

Observe que o béquer se posicionou no sistema de aquecimento.

Visualize o bico de Bunsen clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Aquecimento” ou através do atalho do teclado “Alt+2”.

Ligue o sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre bico de Bunsen e selecione a opção “Ligar chama”.

Observe a chama do bico de Bunsen.

Ajuste a velocidade de aquecimento do fluído contido no béquer, clicando e arrastando, com o botão esquerdo do mouse, sobre a janela “Acelerar troca térmica”.

Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada”” ou através do atalho do teclado “Alt+1”.

Agora, vamos medir a temperatura de aquecimento. Então, meça a temperatura de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a opção “Medir béquer”.

Observe que a temperatura da água em aquecimento aparece no canto da tela.

Aguarde o aquecimento da água até aproximadamente 80 °C e, então, desligue o sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o bico de Bunsen e selecione a opção “Desligar chama”.

Em seguida retire o béquer do sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Colocar na mesa”. Só será possível remover o béquer do sistema de aquecimento se o Bico de Bunsen estiver desligado!

O próximo passo consiste em medir a temperatura inicial do calorímetro. Meça a temperatura inicial do calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a opção “Medir calorímetro”.

Observe e anote a temperatura inicial do calorímetro.

Transfira a água aquecida contida no béquer para o calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Despejar no calorímetro”.

Observe que a água é adicionada ao calorímetro.

Acelere a troca térmica entre o calorímetro e a água aquecida agitando o conteúdo do calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o calorímetro e selecione a opção “Agitar conteúdo”.

Meça a temperatura no calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a opção “Medir calorímetro”.

Observe a temperatura do calorímetro e aguarde que ela estabilize e anote seu valor.

Tc = ___________ °C

Após os procedimentos descritos, chegou o momento de desmontar o experimento. Retire a água do calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o calorímetro e selecione a opção “Descartar conteúdo”.

Desligue o termômetro clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a opção “Desligar termômetro”.

Na segunda parte do experimento, iremos determinar o calor específico dos líquidos. Assim, o primeiro passo consiste em adicionar óleo no béquer. Transfira 100 mL de óleo para o béquer clicando com o botão direito do mouse na pisseta com óleo e selecione a opção “Despejar no béquer”.

Pressione a pisseta para inserir óleo no béquer clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ela. Observe a quantidade de óleo adicionada pela escala que aparece ao canto da tela.
Retorne a pisseta para a bancada clicando com o botão direito do mouse sobre a pisseta e selecione a opção “Colocar na mesa”.

Acesse a câmera “Balança” e verifique se a balança está ajustada apresentando um valor negativo equivalente à massa do béquer. Em caso negativo, tare novamente a balança como demonstrado na PARTE I. Em caso afirmativo, coloque o béquer já com o óleo sobre a balança clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Colocar na balança”.
Visualize a balança clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Balança” ou através do atalho do teclado “Alt+5”.

Observe e anote o valor da massa.

Retire o béquer da balança, clicando com o botão direito do mouse no béquer e selecione a opção “Colocar na mesa”.

Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada” ou através do atalho do teclado “Alt+2”.

Posicione o béquer sobre o sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Posicionar no sistema de aquecimento”.

Observe que o béquer se posiciona no sistema de aquecimento.

Visualize o bico de Bunsen clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Aquecimento” ou através do atalho do teclado “Alt+2”.

Ligue o sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre bico de Bunsen e selecione a opção “Ligar chama”.

Observe a chama do bico de Bunsen.
Visualize a bancada clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Bancada”” ou através do atalho do teclado “Alt+1”.

Meça a temperatura de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a opção “Medir béquer”.

Observe que a temperatura do óleo em aquecimento aparece no canto inferior esquerdo da tela.

Aguarde o aquecimento do óleo até aproximadamente 80 °C e então desligue o sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o bico de Bunsen e selecione a opção “Desligar chama”. Lembre-se que você pode acelerar o aquecimento do óleo ajustando o aquecimento na janela “Acelerar troca térmica”.

Em seguida retire o béquer do sistema de aquecimento clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Colocar na mesa”. Só será possível remover o béquer do sistema de aquecimento se o Bico de Bunsen estiver desligado.

Meça a temperatura inicial do calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a opção “Medir calorímetro”.

Observe e anote a temperatura inicial do calorímetro.

Transfira o óleo aquecido contido no béquer para o calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o béquer e selecione a opção “Despejar no calorímetro”.

Observe que o óleo é adicionado ao calorímetro.

Acelere a troca térmica entre o calorímetro e o óleo aquecido agitando o conteúdo do calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o calorímetro e selecione a opção “Agitar conteúdo”.

Meça a temperatura no calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a opção “Medir calorímetro”.

Observe a temperatura do calorímetro e aguarde que ela estabilize e anote seu valor. Tc = ___________ °C

Retire o óleo do calorímetro clicando com o botão direito do mouse sobre o calorímetro e selecione a opção “Descartar conteúdo”.
Desligue o termômetro clicando com o botão direito do mouse sobre o termômetro e selecione a opção “Desligar termômetro”.

Avaliando os resultados:
Com os dados obtidos e calculados, responda os questionamentos a seguir.
1. A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da conservação de energia 𝑸𝒄𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐=𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐. Nesse caso:
�𝒄𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐=𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐
�𝒄𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐 𝒑𝒆𝒍𝒂 á𝒈𝒖𝒂 𝒒𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆=𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐 𝒑𝒆𝒍𝒐 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐
�𝟏𝒄(𝑻𝟏−𝑻𝒇)=𝑪(𝑻𝒇−𝑻𝑪)
�=𝒎𝟏𝒄(𝑻𝟏−𝑻𝒇)/(𝑻𝒇−𝑻𝑪)
Onde:
�=𝒄𝒂𝒑𝒂𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒕é𝒓𝒎𝒊𝒄𝒂
�𝟏=𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒅𝒂 á𝒈𝒖𝒂
�=𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄í𝒇𝒊𝒄𝒐 𝒅𝒂 á𝒈𝒖𝒂 (𝟏𝒄𝒂𝒍/𝒈º𝑪)
�𝟏=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒅𝒂 á𝒈𝒖𝒂 𝒒𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆
�𝒇=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒍í𝒃𝒓𝒊𝒐 𝒅𝒐 𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂
�𝑪=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒏𝒐 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓 𝒅𝒐 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐
Assim, com os dados obtidos, calcule a capacidade térmica do calorímetro.

2. Na segunda parte do experimento, a capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da conservação de energia:
�𝒄𝒆𝒅𝒊𝒅𝒐=𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐
�𝒄e𝒅𝒊𝒅𝒐 𝒑𝒆𝒍𝒐 ó𝒍𝒆𝒐 𝒒𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆=𝑸𝒓𝒆𝒄𝒆𝒃𝒊𝒅𝒐 𝒑𝒆𝒍𝒐 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐
�𝟏𝒄(𝑻𝟏−𝑻𝒇)=𝑪(𝑻𝒇−𝑻𝑪)
�=𝑪(𝑻𝒇−𝑻𝑪)/𝒎𝟏(𝑻𝟏−𝑻𝒇)
Onde:
�=𝒄𝒂𝒑𝒂𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒕é𝒓𝒎𝒊𝒄𝒂
�𝟏=𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒅𝒐 ó𝒍𝒆𝒐
�=𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄í𝒇𝒊𝒄𝒐 𝒐 ó𝒍𝒆𝒐
�𝟏=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒅𝒐 ó𝒍𝒆𝒐 𝒒𝒖𝒆𝒏𝒕𝒆
�𝒇=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒍í𝒃𝒓𝒊𝒐 𝒅𝒐 𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂
�𝑪=𝒕𝒆𝒎𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒏𝒐 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓 𝒅𝒐 𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐
Com os dados obtidos, calcule o calor específico do óleo. Compare o valor obtido com valores de calor específico de óleos vegetais encontrados na internet. Justifique eventuais diferenças.

Checklist:
✓ Acessar seu AVA;
✓ Clicar no link do experimento CALORIMETRIA;

Primeira etapa:
✓ Segurança do experimento;
✓ Tarar a balança;
✓ Adicionando água no béquer;
✓ Medir a massa da água;
✓ Ajustar o aquecimento;
✓ Medir a temperatura de aquecimento;
✓ Medir a temperatura inicial do calorímetro;
✓ Adicionar água aquecida no calorímetro;
✓ Medir a temperatura do calorímetro;
✓ Desmontar o experimento.

Segunda etapa:
✓ Adicionar óleo no béquer;
✓ Medir a massa de óleo;
✓ Ajustar o aquecimento;
✓ Medir a temperatura de aquecimento;
✓ Medir a temperatura inicial do calorímetro;
✓ Adicionar óleo aquecido no calorímetro;
✓ Medir a temperatura do calorímetro;
✓ Desmontar o experimento;
✓ Avaliar os Resultados das duas etapas.

RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb. Acrescente as referências bibliográficas, quando houver, segundo as normas da ABNT. Resultados de Aprendizagem:
Como resultados dessa prática será possível descrever os fenômenos causados pelo aquecimento de um corpo de prova ou substância; ilustrar como ocorre o equilíbrio térmico entre substâncias sólidas e líquidas; determinar a capacidade térmica de um calorímetro; determinar o calor específico de uma substância

 

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: Física Geral e Experimental Energia

Unidade: U4_TEMPERATURA_E_CALOR
Aula: A2_EXPANSÃO_TÉRMICA

OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Esse experimento trata do fenômeno da dilatação linear de corpos cilíndricos, cujo proncipal objetivo consiste em observar o aumento do comprimento de um tubo metálico em função de um aumento de sua temperatura, determinando o coeficiente de dilatação linear do material metálico estudado.

SOLUÇÃO DIGITAL: Algetec
Laboratório Virtual Algetec – simulador: “Dilatômetro”.
O laboratório virtual é uma plataforma para simulação de procedimentos em laboratório e deve ser acessado preferencialmente por computador.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Inserir o nome do experimento: DILATÔMETRO

Atividade proposta: Analisar o comportamento de um material metálico com relação à variação de temperatura e obter o coeficiente de dilatação linear desse material.

Procedimentos para a realização da atividade:
Em seu AVA, você irá encontrar o link do experimento DILATÔMETRO, que será desenvolvido na plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir do acesso, seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual para o desenvolvimento da atividade.
Ao abrir a tela inicial, leia as orientações sobre a utilização do mouse e clique em fechar. Feito isso, irá abrir a tela inicial do experimento.

O experimento é composto por duas partes. Na primeira etapa, iremos desenvolver o procedimento experimental para determinar o coeficiente de dilatação linear. Para isso, precisamos inicialmente preparar o ensaio.
Na tela inicial, no canto superior esquerdo, clique em corpo de prova, ou aperte no teclado “alt+2”.

Feiro isso, selecione o corpo de prova de cobre com 500 mm de comprimento, identificando qual é o corpo de prova correto, passando o mouse sobre eles e lendo as suas especificações.

Meça a sua temperatura inicial T0, clicando com o botão direito do mouse sobre o corpo de prova e selecionando a opção “Medir temperatura”.

Perceba que o display do termômetro aparecerá no canto inferior esquerdo da tela, indicando a temperatura.

Em seguida, mova o corpo de prova para a base, clicando sobre ele com o botão direito do mouse e selecionando a opção “Mover para a base”. Trave o batente na posição zero da escala da base.
Para isso, acesse a câmera “Relógio comparador” e, em seguida, clique e arraste o batente até a posição zero da escala.
Após posicionar o batente, trave-o, clicando com o botão direito do mouse sobre ele e selecionando a opção “Travar batente”.

Zere o relógio comparador, clicando e arrastando o mouse para girar a sua coroa até que o seu ponteiro esteja alinhado com o zero.

Para medir a dilatação do material, ligue o sistema de aquecimento. Para isso, acesse a câmera “Bico de Bunsen” e clique sobre ele com o botão direito do mouse, selecionando a opção “Ligar chama”.

Observe pelo termômetro que a temperatura começa a aumentar. Perceba que surgirá, no canto superior direito da tela, uma janela onde é possível acelerar a taxa de aquecimento.

Acompanhe a dilatação do corpo de prova pelo relógio comparador, verificando o seu valor após a estabilização da temperatura.

Desligue a chama, clicando com o botão direito do mouse sobre o bico de Bunsen e selecionando a opção “Desligar chama”.

Retorne o corpo de prova para a mesa, clicando com o botão direito do mouse sobre o mesmo e selecionando a opção “Mover para a mesa”. Anote todos os dados obtidos para esse material em uma tabela. Como exemplo de tabela, temos:

Feito isso, vamos repetir o procedimento com os outros materiais. Assim, repita o procedimento experimental para ensaiar os corpos de prova de latão e aço, ambos com 500 mm de comprimento.

Agora, chegamos a segunda parte do experimento: verificar a variação no comprimento final de um tubo metálico em função do seu comprimento inicial. Para isso, será necessário repetir o experimento com os materiais que possuem diferentes comprimentos. Faça isso para os quatro corpos de prova de cobre.

Anote os dados em uma tabela. Como exemplo de tabela que pode ser utilizada nesse procedimento, temos:

Avaliando os resultados:
Com os dados obtidos e calculados, responda os questionamentos a seguir.
1. Apresente os dados obtidos durante a primeira parte do experimento em uma tabela. Feito isso, com os dados da tabela, utilize a equação para dilatação linear (ΔL= α.L0.ΔT) para obter o coeficiente de dilatação linear de cada material (cobre, latão e aço), lembrando que o comprimento inicial dos corpos de prova é L0 = 500 mm.

2. Pesquise na literatura o valor do coeficiente de dilatação de cada material e compare com o calculado. Justifique eventuais diferenças.

3. Apresente os valores obtido na segunda parte do experimento em uma tabela. Com os dados, construa o gráfico variação do comprimento (∆L) x comprimento inicial (L0) e determine seu coeficiente angular. O que o coeficiente angular representa?

4. Com base nos seus conhecimentos, verifique a validade da afirmação: “A variação no comprimento de um material, para uma mesma variação de temperatura, é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial.”

Checklist:
✓ Acessar seu AVA;
✓ Clicar no link do experimento DILATÔMETRO;
✓ Prepare o ensaio para o corpo de prova de cobre de 500mm de comprimento;
✓ Meça a dilatação;
✓ Repita os procedimentos para o latão e aço, ambos com 500mm de comprimento;
✓ Repita os procedimentos para os corpos de prova de cobre, que possuem diferentes comprimentos, para analisar como o comprimento varia com a temperatura;
✓ Avalie os resultados.

RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb. Acrescente as referências bibliográficas, quando houver, segundo as normas da ABNT.
Resultados de Aprendizagem:
Como resultados dessa prática será possível descrever os fenômenos causados pelo aquecimento de um corpo de material metálico, estabelecer o significado físico do coeficiente de dilatação linear, determinar o coeficiente de dilatação linear de um material metálico utilizando o dilatômetro linear e aplicar os conceitos de dilatação dos corpos a problemas envolvendo aquecimento e resfriamento de metais.