Física Experimental - Termodinâmica - Conjunto para termodinâmica,
trocas de calor - EQ171B.
Índice Remissivo ........................................................................................................................................................................................................ 6
Abertura .................................................................................................................................. 8
O presente manual é composto por três partes: Documentação do produto, Instruções para o
professor e Atividades para o aluno. .................................................................................... 8
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
Documentação do produto / Documentación del producto /
Product Documentation............................. 8
Atendimento ao cliente. ...................................................................................................................................................................... 9
Também dos Direitos Autorais: ......................................................................................................................................................... 9
• “A publicação/divulgação da(s) fotografia(s) e/ou ilustração(ões) reproduzida(s) na presente obra dependerá da prévia e expressa
autorização do(s) fotógrafo(s) e/ou ilustrador(es) como da concordância das pessoas retratadas, se for o caso.” .......................... 9
Também das Patentes Industriais: .................................................................................................................................................... 9
• Os produtos Cidepe contem uma ou mais patentes industriais, portanto são protegidos pela Lei das Patentes da Propriedade
Industrial, sendo proibida sua cópia ............................................................................................................................................... 9
Atendimiento al cliente. ...................................................................................................................................................................... 9
También de los Derechos de Autor: ................................................................................................................................................... 9
• "La publicación/ divulgación de la(s) fotografía(s) e/o ilustración (ciones) reproducida(s) en la presente obra dependerá de la
previa y expresa autorización del (de los) fotógrafo(s) y/o ilustrador(es) como de la concordancia de las personas retratadas, si
es el caso". ....................................................................................................................................................................................... 9
También de las Patentes Industriales ................................................................................................................................................ 9
• Los productos Cidepe contan con un o más patentes industriales, por lo tanto, son protegidos por la Ley de las Patentes de la
Propiedad Industrial, siendo prohibida su copia. ............................................................................................................................ 9
Customer service. .............................................................................................................................................................................. 10
Copyright: ......................................................................................................................................................................................... 10
• "The publication/release of the photographs and/or illustrations reproduced in this book depend on the prior and express
authorization of the photographer and/or illustrator as the agreement of the people portrayed, if applicable." ........................... 10
Industrial patents. ............................................................................................................................................................................. 10
• Cidepe's products contain industrial patents, therefore protected by the Patent Law of Industrial Property, being prohibited its
copy. .............................................................................................................................................................................................. 10
Garantia / Guarantee............................................................................................................ 11
Certificado de Garantia Internacional ........................................................................................................................................... 11
As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos “199…” são destinadas ao professor. ............................................................................................................................................................................ 11
As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos “999…” são destinadas a informações de segurança e avisos importantes. .................................................................................................................. 11
Certificado de Garantía Internacional ........................................................................................................................................... 11
Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician con los guarismos
"199…", son destinadas al profesor. ............................................................................................................................................. 11
Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician por los guarismos
"99…", son destinadas a informaciones de seguridad y avisos importantes. ............................................................................... 11
International Certificate of Guarantee ........................................................................................................................................... 12
The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "199…" are intended to the teacher.
12
The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "999…" are for safety information
and important warnings. ............................................................................................................................................................... 12
PCNs ...................................................................................................................................... 12
Os produtos Cidepe também são adequados aos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCNs. ................................................ 12
Los productos Cidepe también son adecuados a los Parâmetros Curriculares Nacionais - PCNs. ........................................... 12
Cidepe's products also are adequate for Parâmetros Curriculares Nacionais - PCNs ............................................................... 12
9999.992 ................................................................................................................................. 13
Informações e avisos importantes de uso e de serviços. ................................................................................................................. 13
Cuide e evite a corrosão de equipamentos. ................................................................................................................................... 13
Acessórios conectáveis ao equipamento. ...................................................................................................................................... 13
2
Física Experimental - Termodinâmica - Conjunto para termodinâmica,
trocas de calor - EQ171B.
A limpeza de equipamentos. ......................................................................................................................................................... 13
Equipamentos com entradas para ventilação. ............................................................................................................................... 13
A manutenção em equipamentos não elétricos. ............................................................................................................................ 14
Caso de troca de peças ou reposição de peças. .............................................................................................................................. 14
Algumas questões ambientais. ......................................................................................................................................................... 14
O descarte da embalagem. ............................................................................................................................................................. 14
O descarte de um produto não elétrico. ......................................................................................................................................... 14
O descarte de um produto elétrico. ............................................................................................................................................... 14
O descarte de pilhas elétricas (ou baterias), quando for o caso. .................................................................................................... 14
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
Parte A - Instruções para o professor. .................15
Identificação do produto e seus componentes, passo a passo das montagens, cuidados, informações técnicas e teóricas relevantes. ........................................................................................................................................................................................... 15
Os diferentes níveis de sugestões experimentais nos manuais Cidepe. ........................................................................................ 15
Como montar um manual personalizado com a sequência experimental desejada, utilizando os produtos Cidepe.. ................... 15
Como montar um manual personalizado com capa personalizada, utilizando os produtos Cidepe. ............................................. 15
Onde encontrar o sumário atualizado das instruções que acompanham determinado equipamento constante em qualquer conjunto Cidepe. ................................................................................................................................................................................ 15
Outras informações e suporte técnico. .......................................................................................................................................... 15
1992.236 ................................................................................................................................. 16
Conheça o conjunto para termodinâmica, trocas de calor. ........................................................................................................... 16
1993.002A .............................................................................................................................. 17
Termodinâmica, a calorimetria. ...................................................................................................................................................... 17
A calorimetria. .................................................................................................................................................................................. 17
• O calor. ....................................................................................................................................................................................... 17
• A caloria (cal). ............................................................................................................................................................................ 17
• A capacidade térmica (capacidade calorífica). ............................................................................................................................ 17
• O calor latente de mudança de estado. ........................................................................................................................................ 17
• O calor específico (capacidade térmica mássica). ....................................................................................................................... 17
O que é um calorímetro. ................................................................................................................................................................... 17
• Para que serve o calorímetro. ................................................................................................................................................ 17
As trocas de calor no interior do calorímetro, método das misturas. ........................................................................................... 17
• O calor perdido e o calor recebido. ............................................................................................................................................. 18
• O equivalente em água do calorímetro. ...................................................................................................................................... 18
• O que é um calorímetro elétrico e para que ele serve. ................................................................................................................ 18
• O equivalente mecânico do calor. ............................................................................................................................................... 19
• Joule, James Prescott (1818-1889). ...................................................................................................................................... 19
1992.001 ................................................................................................................................. 20
Cuidados relevantes em casos de opção por lamparina. ............................................................................................................... 20
A lamparina metálica para álcool gel ............................................................................................................................................. 20
Ao abastecer a lamparina. ............................................................................................................................................................. 20
Antes de acender a lamparina. ....................................................................................................................................................... 20
Como acender a lamparina. ........................................................................................................................................................... 20
Cuidados durante o experimento. ................................................................................................................................................. 20
Atenção ao apagar a lamparina. .................................................................................................................................................... 20
Como guardar a lamparina ............................................................................................................................................................ 21
A lamparina para álcool líquido. ..................................................................................................................................................... 21
Como abastecer a lamparina para álcool líquido. ......................................................................................................................... 21
Antes de acender a lamparina. ...................................................................................................................................................... 21
Como acender a lamparina. ........................................................................................................................................................... 21
Cuidados durante o experimento. ................................................................................................................................................. 21
Atenção ao apagar a lamparina. .................................................................................................................................................... 21
Como guardar a lamparina ............................................................................................................................................................ 22
0000Z_AtivAL ....................................................................................................................... 23
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Física Experimental - Termodinâmica - Conjunto para termodinâmica,
trocas de calor - EQ171B.
Parte B - Atividades para o aluno .................... 23
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
1052.004 ................................................................................................................................. 24
A energia térmica. ............................................................................................................................................................................. 24
• A energia térmica. ....................................................................................................................................................................... 25
• A termodinâmica......................................................................................................................................................................... 25
• A agitação molecular do corpo. .................................................................................................................................................. 26
• A temperatura. ............................................................................................................................................................................ 26
O calor. .......................................................................................................................................................................................... 26
• O equilíbrio térmico. .................................................................................................................................................................. 26
• Os pontos fixos de definição das escalas termométricas. ........................................................................................................... 26
• Celsius, Anders (1701–1744). .............................................................................................................................................. 26
• A escala Celsius (escala centígrada). .......................................................................................................................................... 27
• Fahrenheit, Daniel Gabriel (1686 - 1736). ................................................................................................................................. 27
• A escala Fahrenheit. .................................................................................................................................................................... 27
• Kelvin, Lord William Thomson (1824 - 1907). .................................................................................................................... 27
• A escala Kelvin ou escala absoluta. ............................................................................................................................................ 27
A elevação de temperatura geralmente provoca um aumento de volume no corpo aquecido. ................................................... 27
• A dilatação. ................................................................................................................................................................................. 27
1052.004B............................................................................................................................... 28
As escalas termométricas. ................................................................................................................................................................ 28
• O termoscópio e o termômetro. .................................................................................................................................................. 28
As transformações de uma escala para outra. ................................................................................................................................ 28
• Relacionando as escalas Fahrenheit, Kelvin e Celsius. .............................................................................................................. 29
• Os pontos fixos conhecidos por ponto do gelo (fusão) e ponto de vapor da água (ebulição). ................................................... 29
1052.005 ................................................................................................................................. 30
O calor, a temperatura e a capacidade do corpo de armazenar energia. ..................................................................................... 30
1052.006 ................................................................................................................................. 33
O equilíbrio térmico. ........................................................................................................................................................................ 33
1052.007 ................................................................................................................................. 35
Reconhecendo a capacidade térmica (capacidade calorífica) como característica do corpo. .................................................... 35
• O que é a capacidade térmica (capacidade calorífica). ................................................................................................................ 35
• A capacidade térmica, função tanto da natureza da substância como da massa. ......................................................................... 36
1052.008 ................................................................................................................................. 37
A mudança de estado líquido-sólido e a mudança de estado sólido-líquido. ............................................................................... 37
• Os estados físicos da água. ......................................................................................................................................................... 37
O degelo. ............................................................................................................................................................................................ 38
1052.027A .............................................................................................................................. 40
A determinação do equivalente em água de um calorímetro. ....................................................................................................... 40
• O equivalente em água do calorímetro. ...................................................................................................................................... 40
1052.030 ................................................................................................................................. 42
A determinação do calor específico (capacidade térmica mássica) de um sólido. ....................................................................... 42
• O calor específico (capacidade térmica mássica) de uma substância. ......................................................................................... 42
• O calor específico do alumínio (capacidade térmica mássica do alumínio). .............................................................................. 43
• O calor específico do ferro (capacidade térmica mássica do ferro). ........................................................................................... 44
1052.030A .............................................................................................................................. 45
A dependência do calor específico (capacidade térmica mássica) em relação à natureza do corpo. .......................................... 45
1052.030B............................................................................................................................... 46
A determinação do calor latente de fusão do gelo. ......................................................................................................................... 46
1052.031 ................................................................................................................................. 47
As curvas de aquecimento de líquidos e a equação fundamental da termodinâmica. ................................................................ 47
• A importância do trocador de calor. ............................................................................................................................................ 47
4
Física Experimental - Termodinâmica - Conjunto para termodinâmica,
trocas de calor - EQ171B.
1052.033 ................................................................................................................................. 49
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
A determinação do calor específico (capacidade térmica mássica) de um líquido. ..................................................................... 49
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Física Experimental - Termodinâmica - Conjunto para termodinâmica,
trocas de calor - EQ171B.
Índice Remissivo
A
agitação atômica ou molecular do corpo 26
Anders Celsius 26
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
C
calor 17, 18, 19, 26
calor específico (capacidade térmica mássica) 17, 36, 42, 49
calor específico de um líquido 49
calor específico do alumínio 43, 50
calor específico do ferro 44
calor latente de fusão 46
calor latente de fusão do gelo 46
calor latente de mudança de estado 17
calor latente de solidificação da água 17
calor perdido e o calor recebido 18
calor sensível 17, 42
caloria (cal) 17, 19
calorimetria 17
calorímetro 17
câmara com paredes adiabáticas 17
capacidade calorífica 17, 35
capacidade térmica (capacidade calorífica) 17, 35
capacidade térmica mássica 36, 42, 45
capacidade térmica mássica de um líquido 49
capacidade térmica mássica do alumínio 43
capacidade térmica mássica do ferro 44
caso anômalo da água 27
caso anômalo da borracha 27
Celsius, Anders (1701–1744) 26
condutividade térmica 18
curvas de aquecimento de líquidos 47
D
Daniel Gabriel Fahrenheit 27
descarte da embalagem 14
descarte de pilhas elétricas 14
descarte de um produto elétrico 14
descarte de um produto não elétrico 14
dilatação 27
dúvidas sobre equipamentos 15
E
energia absorvida pelo sistema 19
energia dissipada por efeito Joule 19
energia em trânsito 26
energia térmica 25
entradas para ventilação 13
equilíbrio térmico 18, 26
equivalente em água do calorímetro 18, 40
equivalente mecânico do calor 19
escala absoluta 27
escala Celsius 27, 29
escala centígrada 27, 29
escala Fahrenheit 27, 29
escala Kelvin 29
escalas termométricas e suas relações 28
estado de vapor 37
estado líquido 37
estado sólido 37
estados físicos da água 37
evite a corrosão de equipamentos
13
F
Fahrenheit, Daniel Gabriel (1686 - 1736) 27
G
grau Celsius 27
grau centígrado 27
I
informações e suporte técnico
15
J
James Prescott Joule 19
joule (J) 19
Joule, James Prescott (1818-1889) 19
K
Kelvin, Lord William Thomson (1824 - 1907) 27
L
limpeza de equipamentos 13
liquefação 37
Lord William Thomson Kelvin
27
M
manual personalizado 15
manual personalizado com capa personalizada 15
manutenção em equipamentos não elétricos 14
mecânica estatística 25
mistura refrigerante 38
moléculas 25
mudança de estado líquido-sólido 37
mudança de estado sólido-líquido 37
P
ponto de ebulição da água 27
ponto de vapor 27
ponto de vapor da água (ebulição) 29
ponto do gelo 27
ponto do gelo (fusão) 29
ponto do vapor da água (ebulição) 27
pontos fixos da escala Fahrenheit 27
pontos fixos da escala Kelvin 27
pontos fixos de definição das escalas termométrica 26
pressão atmosférica 38, 39
primeiro ponto fixo de definição do gelo 27
princípio zero da termodinâmica 26
Q
quantidade de calor absorvida ou liberada 17, 26
questões ambientais 14
R
relações entre as escalas termométricas
reposição de peças 14
29
S
segundo ponto fixo de definição do vapor
sistema termicamente isolado 18
solidificação 37
sumário atualizado das instruções 15
27
6
Física Experimental - Termodinâmica - Conjunto para termodinâmica,
trocas de calor - EQ171B.
T
Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Direitos autorais reservados
temperatura 26
temperatura de equilíbrio térmico 38
termodinâmica 25
termodinâmica clássica 25
termômetro 28
termoscópio 24, 28
troca de peças 14
trocas de calor 40, 42, 45, 46, 47, 49
trocas de calor no interior do calorímetro 17
7