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Termômetro - Equação Termométrica
Disciplina: Física Termodinâmica e Ondas
Professor: Cristiano Cruz
Curso: Engenharia Unidade: Garcez
TERMÔMETRO- Equação Termométrica
INTRODUÇÃO
Temperatura é uma grandeza macroscópica que está relacionada com o estado
microscópico do corpo. Quando a temperatura de um corpo varia, algumas outras grandezas físicas
também podem se alterar, como, por exemplo, sua cor, volume, resistência elétrica, etc.
Temperatura é uma grandeza física e por isso pode ser medida. Para tanto é necessário um
instrumento que possa fazer esta medição, este instrumento é o termômetro.
O primeiro termômetro foi inventado por Galileu Galilei em 1602,
ele era composto de uma parte de vidro arredondada, chamada de
bulbo, e um fino tubo, também de vidro, os quais eram preenchidos com
água e corante.
Galileu aquecia o bulbo de vidro e a água dentro dele, devido ao
aquecimento, sofria dilatação, fazendo com que ela subisse através do
tubo até certa altura. Após, mergulhava o bulbo dentro de uma vasilha
com água fazendo a temperatura do bulbo voltar a seu valor inicial, com
isso a coluna de água no tubo também voltava a posição inicial.
Dessa forma, Galileu podia comparar temperaturas de vários
objetos que eram colocados em contato com o bulbo, pois a altura da
coluna de água dependia exatamente da temperatura do objeto, ou seja, quanto maior a
temperatura, maior a coluna de água. Neste experimento iremos construir um termômetro e com
ele estabelecer a equação termométrica.
OBJETIVO
•
•
•
Associar as medidas de propriedades termométricas à valores de temperatura;
Construir escalas de temperatura a partir de pontos fixos determinados;
Relacionar matematicamente escalas de temperatura, duas a duas, para fim de
comparação.
MATERIAIS NECESSÁRIOS
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Béquer de vidro de 250 mL;
Termômetro sem escala (termoscópio);
Termômetro a álcool;
Bico de Bunsen;
Altímetro;
Régua milimétrica;
Pisseta com água;
Cubos de gelo;
Caneta.
PROCEDIMENTOS
Na aula 7, acesse o simulador clicando no item 4 - Acesso ao Simulador Algetec -
EQUAÇÕES TERMOMÉTRICAS.
Ao abrir o laboratório, clique na imagem da garrafa de Erlenmeyer
Depois na imagem do laboratório.
Siga as orientações seguintes.
1. MARCANDO A ALTURA DA COLUNA LÍQUIDA
Coloque o termoscópio ao lado da régua, com o bulbo voltado para o início da escala da
régua e marque com a caneta a altura da coluna líquida, clicando com o botão direito do mouse
sobre o mesmo e selecionando a opção “Colocar ao lado da régua”.
Utilize a caneta para marcar a altura da coluna líquida do termoscópio, clicando com o botão
esquerdo do mouse sobre a mesma.
2. MEDINDO A ALTURA h2
Verifique a escala da régua milimétrica e meça a altura h2, da parte superior do bulbo até a
primeira marcação feita no termoscópio. Anote o valor da altura correspondente na Tabela 1 para
o estado térmico ambiente. Visualize a escala graduada da régua, clicando sobre a mesma com o
botão esquerdo do mouse.
Perceba que surgirá, no canto inferior esquerdo da tela, a escala graduada da régua. Anote
na Tabela 1 o valor encontrado para a altura h2 da coluna líquida. Ao terminar a leitura do
instrumento, feche a janela da escala no botão X.
3. MEDINDO A TEMPERATURA AMBIENTE
Utilize o termômetro a álcool para medir a temperatura ambiente e anote o valor na Tabela
1. Utilize o altímetro para encontrar a altitude do ambiente onde o experimento está sendo
realizado. Visualize a escala graduada do termômetro, clicando com o botão esquerdo do mouse
sobre o mesmo.
Assim como a régua, a escala graduada do termômetro aparecerá numa janela no canto
inferior esquerdo da tela. Anote o valor da temperatura ambiente na Tabela 1. Após a leitura do
instrumento, feche a janela clicando no botão X.
Com o auxílio do altímetro, verifique a altitude do local onde o experimento está sendo
realizado, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o altímetro.
4. MARCANDO A ALTURA DA COLUNA LÍQUIDA II
Insira o bulbo do termoscópio no banho de gelo e aguarde um tempo até verificar que a
coluna de líquido estabilizou (equilíbrio térmico). Em seguida, retire o termoscópio e marque com
a caneta a altura da coluna líquida. Com a régua, faça a medida da altura h1 da segunda
marcação. Anote o valor da altura na Tabela 1 no estado térmico do ponto do gelo. Coloque o
termoscópio no banho de gelo.
Dica: Perceba que, no canto superior direito da tela, há uma barra de ajuste para a velocidade do
tempo. Ajuste de acordo com a necessidade de cada passo, evitando longas esperas durante a
realização do experimento.
Acompanhe a variação da altura da coluna líquida do termoscópio, clicando sobre ele com
o botão esquerdo do mouse. Quando a altura da coluna se estabilizar, coloque o termoscópio ao
lado da régua.
Utilize a caneta para marcar a altura h1da coluna líquida do termoscópio. Meça essa altura
com o auxílio da régua e anote o valor na Tabela 1.
5. MEDINDO A TEMPERATURA DO PONTO DO GELO
Mova o termômetro para o banho de gelo, clicando sobre o mesmo com o botão direito do
mouse e selecionando a opção “Colocar no banho de gelo”.
Assim como feito com o termoscópio, ajuste a velocidade do tempo e visualize sua escala
graduada, clicando sobre o termômetro. Quando a altura da coluna líquida se estabilizar, anote o
valor da temperatura do ponto do gelo na Tabela 1.
6. DESPEJANDO ÁGUA NO BÉQUER
Adicione 50 ml da água contida na pisseta no béquer. Leve o béquer ao sistema de
aquecimento e aguarde a água entrar em ebulição.
Com o auxílio da pisseta, despeje água no béquer, clicando com o botão direito do mouse
sobre a pisseta e selecionando a opção “Colocar sobre o béquer”.
Despeje aproximadamente 50 ml de água no béquer, clicando sobre a pisseta com o botão
esquerdo do mouse.
Retorne a pisseta para o tampo. Mova o béquer para o sistema de aquecimento, clicando
no mesmo com o botão direito do mouse e selecionando a opção “Colocar no sistema de
aquecimento”.
Ligue a chama do bico de Bunsen, clicando sobre ele com o botão direito do mouse e
selecionando a opção “Ligar chama”.
Ajuste a velocidade do tempo e aguarde até a formação de vapor.
7. MARCANDO A ALTURA DA COLUNA LÍQUIDA III
Mantenha o bulbo do termoscópio no vapor da água em ebulição, e aguarde o equilíbrio
térmico. Retire o termoscópio do vapor e marque a altura da coluna dentro do termoscópio. Meça
a altura h3 da terceira marcação. Anote o valor da altura na Tabela 1 no estado térmico do ponto
do vapor. Coloque o termoscópio sobre o béquer.
Ajuste a velocidade do tempo e aguarde até que a altura da coluna líquida se estabilize.
Coloque o termoscópio ao lado da régua e marque a altura h3 da coluna líquida com a
caneta. Meça a altura com a régua e anote o valor na Tabela 1.
Coloque o termômetro sobre o béquer. Ajuste a velocidade do tempo e clique sobre o
termômetro para visualizar sua escala graduada. Quando a altura da coluna líquida se estabilizar,
anote o valor da temperatura do ponto do vapor na Tabela 1.
8. MEDINDO A TEMPERATURA DO PONTO DO VAPOR
Utilize o termômetro a álcool para medir a temperatura do ponto do vapor da água do béquer
e anote na Tabela 1.
Coloque o termômetro sobre o béquer. Ajuste a velocidade do tempo e clique sobre o
termômetro para visualizar sua escala graduada. Quando a altura da coluna líquida se estabilizar,
anote o valor da temperatura do ponto do vapor na Tabela 1.
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
1. Complete a Tabela 1 abaixo com os dados obtidos no experimento.
Estado térmico Temperatura indicada no
termômetro a álcool T (°C)
Altura da coluna
líquida h (cm)
Ponto do gelo
Ambiente
Ponto do vapor
Tabela 1 – Dados experimentais
2
3
4
. Repare se as marcas feitas para o ponto do gelo e do ponto do vapor coincidem com as marcas
de fábrica do termoscópio. Qual parâmetro obtido durante a realização do procedimento pode
gerar uma diferença entre as marcas? Justifique.
. Construa um gráfico da temperatura (°C) em função da altura (h) e utilizando o teorema de
Tales obtenha a equação termométrica. Determine o coeficiente linear e angular da equação
que representa essa relação.
. Ferva a água, sem atingir a ebulição, e insira o termoscópio na água. Marque e meça a altura
da coluna. Utilize o valor de h na equação obtida anteriormente e encontre o valor da
temperatura da água. Utilize o termômetro a álcool para medir a temperatura da água e
compare os valores obtidos para a temperatura através da equação e através do termômetro.
Caso exista diferença entre esses valores, identifique as possíveis fontes para essa
discrepância.

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ATIVIDADE PRÁTICA - TERMÔMETRO - EQUAÇÃO TERMOMÉTRICA.pdf

  • 1. Termômetro - Equação Termométrica Disciplina: Física Termodinâmica e Ondas Professor: Cristiano Cruz Curso: Engenharia Unidade: Garcez TERMÔMETRO- Equação Termométrica INTRODUÇÃO Temperatura é uma grandeza macroscópica que está relacionada com o estado microscópico do corpo. Quando a temperatura de um corpo varia, algumas outras grandezas físicas também podem se alterar, como, por exemplo, sua cor, volume, resistência elétrica, etc. Temperatura é uma grandeza física e por isso pode ser medida. Para tanto é necessário um instrumento que possa fazer esta medição, este instrumento é o termômetro. O primeiro termômetro foi inventado por Galileu Galilei em 1602, ele era composto de uma parte de vidro arredondada, chamada de bulbo, e um fino tubo, também de vidro, os quais eram preenchidos com água e corante. Galileu aquecia o bulbo de vidro e a água dentro dele, devido ao aquecimento, sofria dilatação, fazendo com que ela subisse através do tubo até certa altura. Após, mergulhava o bulbo dentro de uma vasilha com água fazendo a temperatura do bulbo voltar a seu valor inicial, com isso a coluna de água no tubo também voltava a posição inicial. Dessa forma, Galileu podia comparar temperaturas de vários objetos que eram colocados em contato com o bulbo, pois a altura da coluna de água dependia exatamente da temperatura do objeto, ou seja, quanto maior a temperatura, maior a coluna de água. Neste experimento iremos construir um termômetro e com ele estabelecer a equação termométrica. OBJETIVO • • • Associar as medidas de propriedades termométricas à valores de temperatura; Construir escalas de temperatura a partir de pontos fixos determinados; Relacionar matematicamente escalas de temperatura, duas a duas, para fim de comparação.
  • 2. MATERIAIS NECESSÁRIOS • • • • • • • • • Béquer de vidro de 250 mL; Termômetro sem escala (termoscópio); Termômetro a álcool; Bico de Bunsen; Altímetro; Régua milimétrica; Pisseta com água; Cubos de gelo; Caneta. PROCEDIMENTOS Na aula 7, acesse o simulador clicando no item 4 - Acesso ao Simulador Algetec - EQUAÇÕES TERMOMÉTRICAS. Ao abrir o laboratório, clique na imagem da garrafa de Erlenmeyer Depois na imagem do laboratório.
  • 3. Siga as orientações seguintes. 1. MARCANDO A ALTURA DA COLUNA LÍQUIDA Coloque o termoscópio ao lado da régua, com o bulbo voltado para o início da escala da régua e marque com a caneta a altura da coluna líquida, clicando com o botão direito do mouse sobre o mesmo e selecionando a opção “Colocar ao lado da régua”. Utilize a caneta para marcar a altura da coluna líquida do termoscópio, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a mesma.
  • 4. 2. MEDINDO A ALTURA h2 Verifique a escala da régua milimétrica e meça a altura h2, da parte superior do bulbo até a primeira marcação feita no termoscópio. Anote o valor da altura correspondente na Tabela 1 para o estado térmico ambiente. Visualize a escala graduada da régua, clicando sobre a mesma com o botão esquerdo do mouse. Perceba que surgirá, no canto inferior esquerdo da tela, a escala graduada da régua. Anote na Tabela 1 o valor encontrado para a altura h2 da coluna líquida. Ao terminar a leitura do instrumento, feche a janela da escala no botão X. 3. MEDINDO A TEMPERATURA AMBIENTE Utilize o termômetro a álcool para medir a temperatura ambiente e anote o valor na Tabela 1. Utilize o altímetro para encontrar a altitude do ambiente onde o experimento está sendo realizado. Visualize a escala graduada do termômetro, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o mesmo.
  • 5. Assim como a régua, a escala graduada do termômetro aparecerá numa janela no canto inferior esquerdo da tela. Anote o valor da temperatura ambiente na Tabela 1. Após a leitura do instrumento, feche a janela clicando no botão X. Com o auxílio do altímetro, verifique a altitude do local onde o experimento está sendo realizado, clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o altímetro. 4. MARCANDO A ALTURA DA COLUNA LÍQUIDA II Insira o bulbo do termoscópio no banho de gelo e aguarde um tempo até verificar que a coluna de líquido estabilizou (equilíbrio térmico). Em seguida, retire o termoscópio e marque com a caneta a altura da coluna líquida. Com a régua, faça a medida da altura h1 da segunda marcação. Anote o valor da altura na Tabela 1 no estado térmico do ponto do gelo. Coloque o termoscópio no banho de gelo.
  • 6. Dica: Perceba que, no canto superior direito da tela, há uma barra de ajuste para a velocidade do tempo. Ajuste de acordo com a necessidade de cada passo, evitando longas esperas durante a realização do experimento. Acompanhe a variação da altura da coluna líquida do termoscópio, clicando sobre ele com o botão esquerdo do mouse. Quando a altura da coluna se estabilizar, coloque o termoscópio ao lado da régua. Utilize a caneta para marcar a altura h1da coluna líquida do termoscópio. Meça essa altura com o auxílio da régua e anote o valor na Tabela 1.
  • 7. 5. MEDINDO A TEMPERATURA DO PONTO DO GELO Mova o termômetro para o banho de gelo, clicando sobre o mesmo com o botão direito do mouse e selecionando a opção “Colocar no banho de gelo”. Assim como feito com o termoscópio, ajuste a velocidade do tempo e visualize sua escala graduada, clicando sobre o termômetro. Quando a altura da coluna líquida se estabilizar, anote o valor da temperatura do ponto do gelo na Tabela 1. 6. DESPEJANDO ÁGUA NO BÉQUER Adicione 50 ml da água contida na pisseta no béquer. Leve o béquer ao sistema de aquecimento e aguarde a água entrar em ebulição. Com o auxílio da pisseta, despeje água no béquer, clicando com o botão direito do mouse sobre a pisseta e selecionando a opção “Colocar sobre o béquer”.
  • 8. Despeje aproximadamente 50 ml de água no béquer, clicando sobre a pisseta com o botão esquerdo do mouse. Retorne a pisseta para o tampo. Mova o béquer para o sistema de aquecimento, clicando no mesmo com o botão direito do mouse e selecionando a opção “Colocar no sistema de aquecimento”. Ligue a chama do bico de Bunsen, clicando sobre ele com o botão direito do mouse e selecionando a opção “Ligar chama”. Ajuste a velocidade do tempo e aguarde até a formação de vapor.
  • 9. 7. MARCANDO A ALTURA DA COLUNA LÍQUIDA III Mantenha o bulbo do termoscópio no vapor da água em ebulição, e aguarde o equilíbrio térmico. Retire o termoscópio do vapor e marque a altura da coluna dentro do termoscópio. Meça a altura h3 da terceira marcação. Anote o valor da altura na Tabela 1 no estado térmico do ponto do vapor. Coloque o termoscópio sobre o béquer. Ajuste a velocidade do tempo e aguarde até que a altura da coluna líquida se estabilize. Coloque o termoscópio ao lado da régua e marque a altura h3 da coluna líquida com a caneta. Meça a altura com a régua e anote o valor na Tabela 1. Coloque o termômetro sobre o béquer. Ajuste a velocidade do tempo e clique sobre o termômetro para visualizar sua escala graduada. Quando a altura da coluna líquida se estabilizar, anote o valor da temperatura do ponto do vapor na Tabela 1.
  • 10. 8. MEDINDO A TEMPERATURA DO PONTO DO VAPOR Utilize o termômetro a álcool para medir a temperatura do ponto do vapor da água do béquer e anote na Tabela 1. Coloque o termômetro sobre o béquer. Ajuste a velocidade do tempo e clique sobre o termômetro para visualizar sua escala graduada. Quando a altura da coluna líquida se estabilizar, anote o valor da temperatura do ponto do vapor na Tabela 1. AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Complete a Tabela 1 abaixo com os dados obtidos no experimento. Estado térmico Temperatura indicada no termômetro a álcool T (°C) Altura da coluna líquida h (cm) Ponto do gelo Ambiente Ponto do vapor Tabela 1 – Dados experimentais 2 3 4 . Repare se as marcas feitas para o ponto do gelo e do ponto do vapor coincidem com as marcas de fábrica do termoscópio. Qual parâmetro obtido durante a realização do procedimento pode gerar uma diferença entre as marcas? Justifique. . Construa um gráfico da temperatura (°C) em função da altura (h) e utilizando o teorema de Tales obtenha a equação termométrica. Determine o coeficiente linear e angular da equação que representa essa relação. . Ferva a água, sem atingir a ebulição, e insira o termoscópio na água. Marque e meça a altura da coluna. Utilize o valor de h na equação obtida anteriormente e encontre o valor da temperatura da água. Utilize o termômetro a álcool para medir a temperatura da água e compare os valores obtidos para a temperatura através da equação e através do termômetro. Caso exista diferença entre esses valores, identifique as possíveis fontes para essa discrepância.