Disciplina de instrumentação I do Curso de Licenciatura em Física da UFCG, campus Cuité-PB, no período atrasado 2023.1.
Após ter estudado parte da emenda da disciplina de instrumentação I, cinemática, dinâmica, oscilações, ondas e Fluido, agora, está sendo iniciado conteúdo programático de Física térmica.
Na aula de hoje foi discutido o conceito e aplicações de Temperatura. O tema principal foi o comportamento incomum da água, a densidade aumento com o aumento da temperatura de O a 4 graus Celsius e, por isso, neste intervalo, o volume diminuiu com o aumento da temperatura.
Veja o vídeo.
Na aula de hoje foi discutido o conceito e aplicações de Temperatura. O tema principal foi o comportamento incomum da água, a densidade aumento com o aumento da temperatura de O a 4 graus Celsius e, por isso, neste intervalo, o volume diminuiu com o aumento da temperatura.
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Veja as definições de calor sensível e calor latente. Vimos também a relação de calor e Trabalho termodinâmico: 1a. Lei da Termodinâmica. Esta pode ser entendida como sendo uma generalização do princípio de conservação da energia, incluindo a energia térmica. Após as explicações do conteúdo programático, fazendo um resumo da teoria, o professor Rafael Rodrigues, UFCG, campus Cuité, deixa a turma a vontade para tirar as dúvidas. Em cada aula da disciplina de instrumentação II, período 2019.1, além dos aspectos da teoria dos fenômenos Físicos te sido apresentado uma proposta de construção de um kit para o educando realizar a verificação do experimento. A teoria e a prática é tratada como fazendo parte de um todo. O professor Rafael sempre deixa a mensagem de que o desafio é o educando aprender a fazer sozinho um projeto e um relatório de sua verificação experimental, com materiais de baixo custo.
Veja mais.
Calorímetro
https://rafaelrag.blogspot.com/2019/06/calorimetro-com-material-de-baixo-custo.html
Dilatação térmica
Segue a lista VII, em PDF.
\centerline{ \bf INSTRUMENTA\c{C}\~AO I -UAFM-CES-UFCG-Lista VII}
\noindent{Pofessor: Rafael de Lima Rodrigues \hrulefill PER\'IODO 2023.1}
\noindent{Aluno(a): \hrulefill \bf 26-10-23.}
\noindent {\bf Aten\c{c}\~ao! Atividade para a Nota 3. Cada quest\~ao vale um ponto,
sendo que a quest\~ao 8 vale 3 pontos. Boa Sorte.}
\vspace{0,5cm}
\noindent 1)
A \'agua tem um comportamento an\^omalo entre $0^oC$ e $4^oC,$ obtendo a densidade m\'axma
quando a temperatura atinge $4^oC?$ Justifique a sua resposta.
b) Calor latente \'e a grandeza F\'\i sica relacionada \`a quantidade de calor que uma unidade
de massa de determinada subst\^ancia deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, passe
do estado s\'olido para o estado l\'\i quido, do estado l\'\i quido para o estado gasoso e vice-versa.
Unidade no SI: $J/kg$ ( Joule por quilograma), caloria por grama $(cal/g)$.
Calcule a quantidade de calor necess\'aria para transformar $80g$ de gelo sob a temperatura
negativa de $-20^oC$ para o estado l\'\i quido numa temperatura de $90^oC.$ Lembre-se que o calor
Latente do gelo, calores espec\'\i ficos do gelo e da \'agua, respectivamente,
$ L, c_{gelo}, c_a,$ s\~ao dados
por $L = 80\frac{cal}{g^oC}, c_{gelo} = 0,5\frac{cal}{g^oC}, c_a = 1,0\frac{cal}{g^oC}.$
\vspace{0,5cm}
\noindent 2) a) Em 1662, o qu\'\i mico Irland\^es Robert Boyle e, independentemente, em 1676, o f\'\i sico e
bi\'ologo franc\^es Edme Mariotte, observaram que um g\'as sob temperatura constante, a
press\~ao \'e inversamente proporcional ao volume. Como voc\^e faria uma experi\^encia para
verificar a lei de Boyle-Mariotte? Desenhe a curva isoterma que representa essa lei.
\noindent b)
Utilize a primeira lei da Termodin\^amica para relacionar o trabalho termodin\^amico, calor e
energia interna de um g\'as nas seguintes transforma\c{c}\~oes isot\'ermica(Temperatura constante), isob\'arica(Press\~ao constante) e isoc\'orica(Volume constante).
\vspace{0,5cm}
Leia mais
\noindent 3) Considere um term\^ometro que tem um ponto de fus\~ao, sob
a temperatura $T=0$, em $L=4cm$ e o ponto
de eboli\c{c}\~ao $T=100^oC,$ correspondendo ao comprimento $L=24cm$.
\noindent a) Escreva
uma equa\c{c}\~ao termom\'etrica da temperatura em fun\c{c}\~ao do comprimento
$L$. Lembre-se de que a temperatura \'e linear com o comprimento, ou seja, $T=aL+b,$ agora basta calcular as constantes $a$ e $b$.
\noindent b) Determine o valor do comprimento para o valor de $T
=22^oC.$
\vspace{0,5cm}
\noindent 4) Em um experimento, $400g$ de alum\'\i nio (com calor espec\'\i fico de $900\frac{J}{kg.K}$) a
$100^oC$ s\~ao misturados com $50,0g$ de \'agua a $40,0^oC,$ com a mistura termicamente isolada.
\noindent a)
Qual a temperatura de equil\'\i brio?
b) Qual a varia\c{c}\~ao de entropia do alum\'\i nio?
c) Qual a varia\c{c}\~ao de entropia da \'agua?
d) Qual a varia\c{c}\~ao de entropia do sistema \'agua - alum\'\i
nio?
\vspace{0,5cm}
\noindent 5) Velocidade m\'edia das mol\'eculas de um g\'as ideal, que possui
mol\'eculas sem interagir com diferentes velocidades. Lembre-se que usando a teoria cin\'etica dos gases ideais, no equil\'\i brio t\'ermico, o teorema de equiparti\c{c}\~ao
de energia diz que, a cada grau de liberdade associamos uma energia m\'edia
igual a $\frac 12 {\cal K}T$. Logo,
obtemos a energia cin\'etica m\'edia das mol\'eculas:
$
E_{cm}=\frac 12 mv_m^2=\frac 32 {\cal K}T,
$
o que resulta em $v_m=\sqrt{\frac{3RT}{M}}$, evidenciando o fato de que a temperatura depende da velocidade m\'edia das mol\'eculas e vice-versa. Com $M=N_Am$ a massa molecular, o n\'umero de Avogrado $N_A=6,023\hbox{x}10^{23}$
e $T$ \'e a temperatura.
\noindent a) Calcular a velocidade m\'edia das mol\'eculas de um g\'as ideal de $ O_2$
no ar a temperatura de $ 300K$. Considere a constante universal dos gases
$R=N_A{\cal K}=8,31J/mol.K$, ${\cal K}$ \'e a constante de Bolstzmann. A massa molar do oxig\^enio \'e $M_{O_2}=32\frac{g}{mol}$.
\noindent b) Considere que o hidrog\^enio, com uma massa molecular de 2,0
x$10^{-3} \frac{kg}{mol}$, move-se quatro vezes mais rapidamente que o oxig\^enio. Calcule a velocidade00
m\'edia quadr\'atica do hidrog\^enio na temperatura ambiente (aproximadamente
$ 300K)$.
\vspace{0,5cm}
\noindent 6) A equ\c{c}\~ao de estado de um g\'as ideal \'e dada por $PV=nRT$,
com $n$ o n\'umero de moles, $R$ a constante universal dos gases, $P$ a press\~ao, $T$ a temperatura e $V$ o volume. Considere um mol de g\'as ideal com o volume
de 10 litros, sob a press\~ao atmosf\'erica. a) Qual a temperatura do g\'as?
b) Ap\'os o g\'as sser aquecido ele se expandiu e o volume aumentou para
20 litros. Determine a temperatura em grau celsius.
Lembre-se de que ao usar a equa\c{c}\~ao de estado, a resposta obtida ser\'a
em Kelvin, depois voc\^e transforma a temperatura para grau celsis.
\vspace{0,5cm}
\noindent 7) Dilata\c{c}\~ao t\'ermica linear. Considere uma barra de a\c{c}o recebendo
uma certa quantidade de calor, passando de uma temperatura inicial de $20^oC,$ para uma temperatura final de $100^oC.$ Ap\'os ocorrer a dilata\c{c}\~ao
linear, qual o comprimento final dessa barra? Sabendo o coeficiente de dilata\c{c}\~ao linear do a\c{c}o $\alpha=$11x$10^{-6}C^ {-1}.$
Verifica-se que: $\Delta L=\alpha L_0\Delta T. $
\vspace{0,5cm}
\noindent 8) a) Sendo $\beta$ o coeficiente de dilata\c{c}\~ao superficial
e $A$ a \'area. Verifica-se que: $\Delta A=\beta A_0\Delta T. $ Fa\c{c}a
uma aplica\c{c}\~ao.
b) Sendo $\gamma$ o coeficiente de dilata\c{c}\~ao volum\'etrica
e $V$ o volume. Verifica-se que: $\Delta V=\gamma V_0\Delta T, $ com
$\gamma=3\alpha
.$ Fa\c{c}a
uma aplica\c{c}\~ao, propondo um kit experimental, apresentando apenas,
materiais utilizados e
os resultados. Enviar tamb\'em fotos.
\end{document}
Blog rafaelrag
Ok. Isac Ramalho
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ResponderExcluirOk, Elaine Cristina Santos Silva
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ResponderExcluirThales Yan Vieira Pinheiro, Ok!
ResponderExcluirOk, Maria Lizandra Pereira dos Santos
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ResponderExcluirok
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