Quilombola Isaías, tirando dúvidas com o pofessor Rafael na sala de aula da UFCG, campus Cuité.
No vídeo da Aula 25 desta sexta-feira, 20, iniciaremos por dilatação térmica, resolveremos uma questão de calorimetria e concluímos falando da 1a. Lei da Termodinâmica. Na próxima aula explicaremos a 1a. Lei da Termodinâmica, que relaciona o calor com a energia interna de um sistema termodinâmico.
Dilatação Térmica.
Dilatação Térmica.
Os corpos aumentam suas dimensões quando submetidos a um aumento da temperatura. Se for uma barra ou um trilho de trem, aumentará o comprimento. Se for uma superfície de uma panela no fogo, aumentará a área e for um volume, por exemplo, uma esfera ocorrerá um aumento em três dimensões.
Dilatação Linear.
Equações da variação do Comprimento:
Dilatação Linear.
Equações da variação do Comprimento:
Variação no comprimento.
∆L= 𝞪 L0∆T
𝞪 - Coeficiente de dilatação Linear(aumento em uma dimenção)
∆L=L-L0
Comprimento inicial: L0
Comprimento final: L
Comprimento final: L
Variação na temperatura.
∆T=T-T0
Temperatura inicial: T0
Temperatura final: T
Unidade de medida do coefeiente de dilatação Linear:
Temperatura final: T
Unidade de medida do coefeiente de dilatação Linear:
[L]= [𝞪] [ L] [ T] ou 1 = [𝞪] T ⇔ [𝞪] = =1/T
Portanto, a unidade coeficiente de dilatação Linear é o inverso da temperatura.
Dilatação Superficial
Equações da variação da Área:
Dilatação Volumétrica
Variação no comprimento.
∆A= 𝜷 A0∆T
𝜷 = 2𝞪 ⊢ Coefeiente de dilatação da área(aumento da largura e altura)
Dilatação Volumétrica
Um cubo sob o aumento de emperatura aconteerá o aumento das três dimensões (comprimento, largura e profundidade).
Equações da variação da Área:
Variação do volume.
∆V= 𝜸 V0∆T
𝜸 =3𝞪 ⊢ é o coeficiente de dilatação volumétrica (aumento da largura, altura e profundidade).
Isaias e o proprietário do restaurante Golvinda de Campina Grande-PB, Marramana, em memória, que faleceu em dezembro de 2024.
Os tópicos de Física Térmica foram os seguintes: escala Termométrica. Calorimetria. Dilatação Térmica e Primeira lei da termodinâmica.
Foi visto, na última aula:
Foi visto, na última aula:
Escalas termométricas de Celsius(TC), Fharenreit(TF) e Kelvin(TK)
Os pontos e fusão e vaporização das escalas termométricas medidas em graus Celsius(TC), Farenheit(TF) e Kelvim(TK).
Pontos de Fusão: TC=0, TK= 273K e TF=32F.
Pontos de ebulição ou vaporização: TC=100oC, TK= 373K e TF=212F
TF=(9/5)TC+32 ⇔ TC=9(TF-32)/5
TK=TC+273
Foi visto na última aula a Calorimetria.
Calor. É a modalidade da energia que se transfere de um corpo para o outro. Ou se transforma de uma energia para a outra. O símbolo é Q. A unidade de calor é a cal. Um cal é a quantidade de calor necessária para aquecer de 1 grau célsius, 1 g da molécula de água, sob a pressão normal.
A capacidade térmica, C, não significa que o corpo absorve uma quantidade de calor. C é a variação de energia interna de um corpo para aumentar a temperatura em um grau do corpo.
C=∆Q/∆T
∆Q⇾Variação de calor sensível ocorre a volume constante ou a pressão constante, sob uma
variação da temperatura ∆T.
∆T⇾variação de temperatura, isto é, ∆T= temperatura final menos a temperatura inicial.
O calor específico, c, é capacidade térmica por unidade de massa m, ou seja,
c=C/m.
Portanto, o calor sensível torna-se:
∆Q=mc∆T.
Na mudança de fase (estado) o corpo (sistema termodinâmico) permanece a temperatura constante. Neste caso, o calor é denominado de calor latente, ∆Q=mL.
∆Q=mc∆T.
Na mudança de fase (estado) o corpo (sistema termodinâmico) permanece a temperatura constante. Neste caso, o calor é denominado de calor latente, ∆Q=mL.
Vamos considerar um exemplo em que o sistema termodinâmico recebe o calor latente de fusão(mudança de estado sólido para liquido) e o calor latente de vaporização(mudança de estado liquido para vapor).
A relação entre a unidade calor no sistema de unidade internacional de medida, 1cal =4,18 J.
Exemplo. Quanto calor é necessário para transformar 1,5kg de gelo, a temperatura de -20 graus celsius e 1atm para vapor?
Solução.
Devemos ceder uma quantidade de calor sensível, ∆Q1=mc∆T, para elevar a temperatura a zero grau celsius, em seguida ocorre uma mudança de fase do esta sólido em líquido e o calor agora cedido é o calor latente de fusão, ∆Q2=mL. Continuando a ceder calor sensível, ∆Q3=mc∆T, até a temperatura chegar a 100 graus celsius. Por último, ocorre a mudança de fase do estado líquido para o estado de vapor, ∆Q4=mL.
Resposta desta questão:
∆Q1=0,0615MJ, ∆Q2=0,500MJ, ∆Q3=0,271MJ e ∆Q4=3,39MJ.
Portando, somando obtemos:
∆Q=∆Q1+∆Q2+∆Q3+∆Q4= 4,6 MJ.
Note que, usamos a relação 1M=1000K.
Experimentos Propostos- 25.2 - Instrumentação I com o professor Rafael.
1) Aceleração experimental no MRUV, usando um trilho de cortina ou um carrinho ou uma linha esticada
2) Lançamento horizontal, usando uma calha de madeira ou de borracha(mangueira)
3) Leis de Newton, usando um carrinho e polia
4) Força de Atrito, dois pedaços de madeira
5) Medir a aceleração da Gravidade usando o pêndulo simples
6) Período do oscilador massa-mola
7) Medir a densidade de um sólido usando o princípio de Arquimedes.
8) Medir a aceleração da Gravidade usando escoamento de líquido
9) Ondas-Frequência de um vibrador(pode ser um diapasão)
10) Período do Pêndulo de Torção
11) Física Térmica. Verificar a lei de Boyle.
12) Construir uma máquina térmica.
Aula 23 - 25.2 - Instrumentação I- Termologia e Dilatação Térmica. Questões do ENEM sobre temperatura, nesta sexta-feira, 13/02.
Blog rafaelrag
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