Atividades experimentais de termologia

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Atividades experimentais de termologia

  1. 1. ATIVIDADES EXPERIMENTAIS DE TERMOLOGIACole um pedaço de papel-alumínio em um papel comum e, após a colasecar, recorte o papel em doispedaços iguais de,aproximadamente, 1cm x 6cm.Aproxime de uma vela um dospedaços, de forma que o papel-alumínio fique voltado para achama. Depois aproxime da vela ooutro pedaço com o papel comumvoltado para a chama. O que vocêobserva? Qual dos dois papéis apresenta maior dilatação?TERMOSCÓPIOOs termoscópios são dispositivos deconstrução relativamente simples queproporcionam observações interessantes emotivadoras. A figura, de certa forma, ésuficiente para entender a sua construção.Alguns detalhes são importantes para oseu termoscópio funcionar bem. A vedaçãoentre a rolha e a garrafa deve ser perfeita.As colas de silicone são as queproporcionam melhor vedação nestes casos.DIFERENÇA ENTRE TEMPERATURA E CALORObjetivo: Introduzir os conceitos de calor e temperatura, mostrando a diferençaentre ambos.No dia-a-dia estamos constantemente entrando em contato com objetos ouambientes onde podemos ter a sensação de quente ou frio, percebendodiferentes temperaturas. E é comum usarmos as palavras calor e temperaturasem deixar claro a diferença existente entre as duas. Algumas expressõespodem até apresentar as palavras com seus conceitos trocados, como no casoda expressão "como está calor hoje!" onde se usa a palavra calor paraexpressar a temperatura do ambiente. A partir disso se deduz que assensações de quente e frio que temos também não são sensações de calor esim de temperatura. Na verdade, temperatura de um objeto ou meio é a medidade o quanto estão agitados seus átomos e moléculas, enquanto que calor, ouenergia térmica, é a quantidade de energia envolvida nessa agitaçãomolecular. Para entender melhor, façamos uma analogia com duas piscinas,
  2. 2. onde relacionamos o volume de água com calor e o nível da água nas piscinasrelacionamos à temperatura. Duas piscinas de mesma profundidade e detamanho diferentes podem ter o mesmo nível de água. Porém,obrigatoriamente, terão volumes diferentes de água. Podemos concluir quedois objetos com a mesma temperatura podem possuir quantidades diferentesde calor.A idéia é que para se elevar a temperatura de um objeto até um certo valor épreciso de uma certa quantidade de calor, mas se o objeto tiver o dobro demassa precisará do dobro da quantidade de calor para atingir a mesmatemperatura. O experimento consiste em colocar para aquecer duas vasilhascom água na mesma temperatura ao mesmo tempo, sendo que uma vasilhapossui o dobro da água da outra e o fogo que está aquecendo as duas vasilhassão de mesma intensidade. Enquanto a água está se aquecendo a pessoacoloca um dedo dentro de uma vasilha e outro dedo dentro da outra vasilha,percebendo que onde tem menos água se aquece mais rápido do que ondetem mais. Onde tem mais água demorou mais para esquentar porque ambosrecebiam a mesma quantidade de calor ao mesmo tempo, pois as duasvasilhas estavam sob fogo de mesma intensidade e um objeto de massa maiorprecisa de uma quantidade maior de calor para atingir a mesma temperaturaque um objeto de massa menor.MaterialDuas latinhas de refrigerante, duas lamparinas, água, estilete, abridor de latas,fósforo.MontagemCorte duas latinhas bem próximo daborda superior.No lugar onde foi cortadofaça cortes de cerca de cincomilimetros na vertical edepois dobre as beiras dalata para dentro da lata (paraevitar acidentes com a beirada lata cortante ).Coloque água em umavasilha até a metade e enchaa outra de água.Coloque as vasilhas sobre osuporte e periodicamenteponha um dedo dentro deuma vasilha e outro dentro daoutra e sinta a diferença detemperatura entre os doisvolumes de água.
  3. 3. Sugestões:Experimente trocar os dedos de vasilha para sentir melhor a diferençade temperatura entre ambas.Varie a quantidade de água da vasilha para ver o resultado.Regule as chamas das lamparinas, de modo que elas atinjam asvasilhas de modo idêntico.Esquema de montagemProjeto Experimentos de Física com Materiais do Dia-a-Dia - UNESP/BauruDIFERENÇA ENTRE TEMPERATURA E CALORObjetivo: Introduzir os conceitos de calor e temperatura, mostrando a diferençaentre ambos.A idéia é colocarmos a mesma quantidade de gelo em 2 recipientes comquantidades diferentes de água na mesma temperatura; chamamos de A orecipiente com mais água e de B aquele com menos água. Após algum tempo,o recipiente B terá atingido uma temperatura menor do que a do recipiente A.Supondo que o gelo absorve a mesma quantidade de calor nos doisrecipientes, deduz-se que a água do recipiente B perde a mesma quantidadede calor que a água do recipiente A. Como a quantidade de água do recipienteB é menor, tem-se ali um número menor de moléculas de água. Isto explica ofato da temperatura ser menor: individualmente, cada molécula ficou com
  4. 4. menos calor, ou seja, ficou menos agitada. E isto é coerente com o conceito detemperatura: ela mede apenas o estado de agitação de cada molécula.Material:Dois recipientes (podem ser garrafas de plástico de 2 litros usadas paraengarrafar refrigerante), um copo de tamanho médio, três copos de água, 8cubos de gelo, uma colher de sopa, estilete.MontagemCorte duas garrafas derefrigerante em uma alturaacima do meioColoque um copo de águaem um recipiente e doiscopos de água no outro.Coloque quatro cubos degelo dentro de cadarecipiente.Espere cerca de dois minutose retire com a colher o geloque ainda sobrar.Coloque uma mão dentro decada recipiente.ComentáriosSe troca-se as mãos devasilha constantemente,sente-se melhor a diferençade temperatura entre ambas.Esquema de montagem
  5. 5. Projeto Experimentos de Física com Materiais do Dia-a-Dia - UNESP/BauruTRANSFERÊNCIA DE CALOR E EQUILÍBRIO TÉRMICOObjetivo: Mostrar que a transferência espontânea de calor entre objetos emcontato ocorre sempre do mais quente para o mais frio, levando ambos aatingirem a mesma temperatura (o equilíbrio térmico).Em diversos momentos na nossa vida podemos presenciar, e até mesmosentir, a transferência de calor entre objetos. Na cozinha, por exemplo,diariamente para preparar os alimentos precisamos aquecê-los; ao terminar deprepará-los, eles começam a esfriar até ficar na mesma temperatura doambiente, ou seja, esfriam até atingir um equilíbrio térmico com o meio ondeestão. Nesse exemplo a troca de calor ocorreu entre a panela onde estavam osalimentos e o ar que a rodeava. Não é por acaso que a cozinha esquenta: elarecebe o calor dos objetos aquecidos em seu interior. Outro exemplo detransferência de calor é a nossa sensação de frio ou quente. Quando oambiente em que estamos se torna mais frio do que o nosso corpo, então ocalor do nosso corpo começa a propagar para o ambiente e nós começamos asentir frio. Quando o ambiente está mais quente, não há transferência calor donosso corpo para o meio e temos a sensação de quente. A roupa que usamostambém influencia na quantidade de calor que será transferido do corpo para oambiente. Pois o algodão ou a lã isolam o calor, ou seja, eles impedem que ocalor propague rapidamente do corpo para o ambiente. A lã é um isolantetérmico melhor que o algodão e justamente por isso ela é usada no inverno,quando o ambiente está mais frio, pois ela consegue reter melhor o calor donosso corpo, impedindo que ele se propague para o meio ambiente. Roupasleves de algodão são usadas no verão porque o algodão permite que o calor donosso corpo propague melhor para o meio ambiente. Transferência espontâneade calor ocorre sempre do objeto de maior temperatura para aquele de menortemperatura. Essa transferência de energia ocorre até que as temperaturas seigualem, ou seja, até que os objetos atinjam o equilíbrio térmico.O experimento consiste em aquecer um pouco de água dentro de umrecipiente e depois colocá-lo para esfriar dentro de uma vasilha contendo águana temperatura ambiente. Após ter colocado o recipiente com água quentedentro da vasilha, toca-se na água que estava nessa vasilha na temperaturaambiente. Percebe-se que esta água está se aquecendo; que o calor da águaaquecida e do recipiente que a contém começaram a propagar para a água queestá ao seu redor. Ou seja, está ocorrendo transferência de energia da água edo recipiente de alumínio que estão numa temperatura mais alta para a águade menor temperatura. E essa transferência de calor ocorrerá até que os doisvolumes de água e o recipiente aquecido atinjam o equilíbrio térmico. Durante aexecução do experimento, também há transferência de calor para o ar que estáem volta do experimento. Entretanto, o equilíbrio térmico entre os dois volumesde água é atingido bem mais rápido do que entre os volumes de água e o ar.Assim, focalizamos nossa atenção somente no equilíbrio entre os dois volumesde água.
  6. 6. MontagemCorte uma latinha bempróximo da borda superior.No lugar onde foi cortado,faça cortes de cerca de cincomilímetros na vertical edepois dobre as beiras dalata para dentro da lata (paraevitar acidentes com a beiracortante).Coloque água na latinha atéacima da metade.Coloque a latinha sobre osuporte na lamparina eaguarde até ela ficar bemquente.Coloque água à temperaturaambiente na vasilha atéacima do meio. Observação:o total de água colocada navasilha deve ser menor que odobro da quantidade de águaque está dentro da latinha.Retire a latinha do suportesegurando-a com o pano e acoloque dentro da vasilhacom água.
  7. 7. Toque na água que estavana temperatura ambiente esinta o seu aquecimento.ComentáriosQuanto maior for a diferença entre as temperaturas das águas, melhorse poderá sentir a transferência de calor de um volume de água para ooutro.Experimente fazer o mesmo experimento colocando água fria na latinhae água quente em volta.Esquema de montagemProjeto Experimentos de Física com Materiais do Dia-a-Dia - UNESP/Bauruhttp://www.fisicaevestibular.com.br/images/Atualizacao/atualizacao19/image1222.jpghttp://www.feiradeciencias.com.br/sala08/image08/08_37_07.gif

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