Relatorio 3- Fisica Experimental II
Author:
Egmon Pereira
Last Updated:
8 yıl önce
License:
Creative Commons CC BY 4.0
Abstract:
Trabalho de Grupo Cefet
\begin
Discover why 18 million people worldwide trust Overleaf with their work.
Trabalho de Grupo Cefet
\begin
Discover why 18 million people worldwide trust Overleaf with their work.
\documentclass[12pt]{article}
\usepackage[brazil]{babel}
\usepackage[utf8x]{inputenc}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{graphicx}
\usepackage[colorinlistoftodos]{todonotes}
\usepackage{texnames}
\usepackage{geometry}
\geometry{hmargin={3cm,3cm},vmargin={2.5cm,2.5cm}}
\usepackage{setspace} %Define espaçamento entre linhas com os comandos \singlespacing \onehalfspacing \doblespacing
\usepackage{setspace} %Define espaçamento entre linhas com os comandos \singlespacing \onehalfspacing \doblespacing
\usepackage{leading}
%\usepackage{graphicx,graphics} % Pacote usado para inserir figuras no texto.
\usepackage[font=footnotesize,bf]{caption} % Pacote usado para personalizar o tamanho e tipo de fonte utilizados em legendas de figuras e tabelas.
\captionsetup{font={footnotesize}} % Comando que define o tamanho e tipo de fonte utilizados em legendas de figuras e tabelas.
\usepackage{indentfirst} %Permite a utilização de marcadores
\usepackage[bf,rm,tiny,raggedright,compact]{titlesec} %Formata as seções com o pacote
\usepackage{parskip}
\parindent=0.75cm %Espaçamento da margem esquerda no início de cada parágrafo.
%\parskip=0mm %Cria espaçamento entre parágrafos.
%\usepackage{ulem}
\begin{document}
\begin{titlepage}
\newcommand{\HRule}{\rule{\linewidth}{0.0mm}} % Defines a new command for the horizontal lines, change thickness here
\center % Center everything on the page
%----------------------------------------------------------------------------------------
% HEADING SECTIONS
%----------------------------------------------------------------------------------------
\textsc{\LARGE Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais}\\[0.5cm] % Name of your university/college
\vskip-.5cm
\textsc{\Large Graduação em\\ Engenharia da Computação}\\[0.5cm] % Major heading such as course name
\vskip-.5cm
\includegraphics[width=0.3\textwidth]{LogoCEFET.jpg}\\[1cm] % Include a department/university logo - this will require the graphicx packag
%----------------------------------------------------------------------------------------
% TITLE SECTION
%----------------------------------------------------------------------------------------
\vskip4cm
\HRule \\[0.4cm]
{\Large \bfseries Efeito Joule}\\[0.4cm] % Title of your document
\HRule \\[1cm]
%----------------------------------------------------------------------------------------
% AUTHOR SECTION
%----------------------------------------------------------------------------------------
\vskip2cm
\begin{minipage}{0.4\textwidth}
\begin{flushleft} \large
\emph{Alunos:}\\
Egmon Pereira; \\Igor Otoni Ripardo de Assis\\Leandro de Oliveira Pinto;\\ Letícia Alves;\\Nicollas Andrade Silva
\end{flushleft}
\end{minipage}
\begin{minipage}{0.4\textwidth}
\begin{flushright} \medskip
\emph{Professor:} \\
\textbf{}{Anderson}
\end{flushright}
\end{minipage}\\[2cm]
\end{titlepage}
\pagebreak
\section{Introdução}
%\vskip12pt
\onehalfspacing
\small
Transformação de energia é o processo de mudança de energia de uma forma para outra, todos nós já nos deparamos com materiais que utilizam a energia elétrica para funcionar. Muitos deles transformam parte da energia recebida em outras formas de energia. Um dos efeitos da corrente elétrica é o efeito térmico, ou seja, ela provoca o aquecimento dos condutores elétricos pelos quais percorre. Esse efeito recebe o nome de efeito joule e corresponde à transformação de energia elétrica em energia térmica
Quando uma corrente elétrica passa por um condutor elétrico, o condutor se aquece, emitindo calor. Esse fenômeno é denominado efeito joule. Portanto, o efeito joule, conhecido também como efeito térmico, é causado pelo choque dos elétrons livres contra os átomos dos condutores. Quando os átomos recebem essa energia, tendem a vibrar com mais intensidade. Dessa forma, quanto maior for a vibração dos átomos, maior será a temperatura do condutor elétrico.
A capacidade de uma determinada máquina ou sistema de converter formas de energia é chamada de "eficiência de conversão de energia." Todos os sistemas têm eficiências de conversão de energia diferentes. A engenharia e a física estão constantemente em busca de sistemas capazes de atingir a mais alta eficiência de conversão de energia.
%\begin{figure}[h!]
%\caption{}
%\includegraphics[scale=.9]{fig}
%\end{figure}
\begin{eqnarray}
\epsilon &=& IV_{t} \\
Q &=& C_{s}\Delta t \\
Fazendo: \nonumber \\
\epsilon &=& Q \nonumber \\
e \nonumber \\
C_{s} &=& M_{c} \nonumber \\
temos: \nonumber \\
IV_{t} &=& M_{c}(t-t_{0})\nonumber \\
\frac{IV_{t}}{M_{c}}&=& t-t_{0}\nonumber \\
\frac{IV_{t}}{M_{c}}+t_{0} &=& t
\end{eqnarray}
%\begin{figure}[h!]
%\centering
%\includegraphics[width=0.9\textwidth]{p2.JPG}
%\end{figure}
%\begin{eqnarray}
%\frac{dQ}{dt} &=& \frac{-mcdT}{dt} \nonumber \\
%\frac{dQ}{dt} &=& \alpha A(T-T_{a}) \nonumber \\
%&ou&\nonumber \\
%\frac{dT}{dt} &=& -\frac{\alpha A}{mc}(T-T_{a}) \nonumber \\
%\frac{dT}{dt} &=& -k(T-T_{a})
%\end{eqnarray}
%\begin{figure}[h!]
%\centering
%\includegraphics[width=0.9\textwidth]{p3.JPG}
%\end{figure}
\section{Objetivos}
O objetivo deste experimento são:
\begin{itemize}
\item Analisar a conversão de energia elétrica em energia térmica;
\end{itemize}
\vskip24pt
\section{Procedimento, material, instrumentos}
Os materiais utilizados neste experimento foram:
\begin{itemize}
\item Água
\item Aquecedor elétrico
\item Celular (cronômetro)
\item Termômetro
\end{itemize}
Efetuamos a medida da massa da água que foi m = 175 g e medimos a temperatura inicial da água que era 25°C. O tempo necessario para que a água atingir 90°C foi de 76 segundos.
Após as medições calculamos a energia que a água absorveu pela equação (2), obtemos o valor de Q = 47.547,5 J de energia.Também calculamos a energia fornecida pelo ebulidor e obtemos E = 76000 J.
Vemos que há diferença entre os valores para energia absorvida e energia fornecida e vemos uma diferença de E$_{d}$ = 28453 J que foi dissipada na troca do calor.
Montagem do sistema pela figura base fornecida pela instrução do experimento, com o ebulidor ligado diretamente à rede elétrica.
Mediu – se a temperatura inicial da água. Ativou – se o circuito e marcou - se tempo necessário para agua aquecer ate 90 °C utilizando o cronometro do celular. Com essas ferramentas foram obtidos dados da temperatura em função do tempo, ou seja, cada vez que a temperatura subia registrou-seo tempo necessário para variação térmica, conforme a tabela a seguir:
\begin{table}[h!]
\centering
\caption{Tabela obtida com a medida da temperatura em relação ao tempo do aquecimento da água.}
\label{my-label}
\begin{tabular}{|c|c|}
\hline
\textbf{Tempo (s)} & \textbf{Temperatura (°C)}\\ \hline
11 & 30 \\ \hline
18 & 40 \\ \hline
27 & 50 \\ \hline
37 & 60 \\ \hline
42 & 65 \\ \hline
48 & 70 \\ \hline
52 & 75 \\ \hline
61 & 80 \\ \hline
76 & 90 \\ \hline
\end{tabular}
\end{table}
Através dos dados das medições escritos na tabela anterior montou-se o seguinte gráfico:
\begin{figure}[h!]
\caption{Gráfico da temperatura em relação ao tempo}
\includegraphics[scale=.4]{graf1}
\end{figure}
Fazendo a linearização dos dados obtemos a seguinte equação:
T = 0.92646*t + 23.928, com um erro de 7.5039
O coeficiente angular da linearização é formado pelos valores da potencia do ebulidor dividido pela massa de agua multiplicado pelo calor especifico da agua
Para encontrar o calor especifico da água basta multiplicar pela massa de agua e dividir pela potencia do ebulidor o valor do coeficiente angular da linearização.
Fazendo esse calculo obteve-se c = 1,474 cal/(g * °C) .
O termo independente da equação e o valor da temperatura ambiente. No dia do experimentou foi medido uma temperatura de 25°C.
\section{Conclusão}
Neste experimento podemos observar que ao fazer o aquecimento da água,a energia absorvida foi menor do que a energia fornecida pelo aquecedor, sendo assim teremos alguma dissipação de energia no processo.
E no segundo momento vemos que na experimentação o calor específico da água por linearização foi obtido 0,47 acima do valor de 1 cal/(g * °C) usualmente usada na física, esta diferenciação achada se deve ao fato das incertezas das medidas do experimento e erros em instrumentação deste experimento.
%\begin{table}[h!]
%\centering
%\caption{Tabela obtida com a medida da temperatura em relação ao tempo do resfriamento da água. A temperatura ambiente é 27 °C}
%\label{my-label}
%\begin{tabular}{|c|c|}
%\hline
%\textbf{Tempo (S)} & \textbf{Temperatura (°C)}\\ \hline
%0 & 94 \\ \hline
%0.5 & 91 \\ \hline
%1 & 88 \\ \hline
%2 & 85 \\ \hline
%5 & 77 \\ \hline
%10 & 66.3 \\ \hline
%20 & 55 \\ \hline
%\end{tabular}
%\end{table}
%\begin{center}
%\begin{figure}[h!]
%\caption{Gráfico de resfriamento do termômetro imerso no ar. À temperatura ambiente de 25º}
%\includegraphics[scale=.3]{grafico2}
%\end{figure}
\end{document}