Trabalho realizado sobre um gás ideal

Páginas: 5 (1013 palavras) Publicado: 2 de agosto de 2012
LABORATÓRIO DE FÍSICA TÉRMICA

RELATÓRIO 8
PROF. ROBERTO FRANCO

TRABALHO REALIZADO SOBRE UM GÁS IDEAL

AROLDO DE SOUZA CATARINA FILHO
DAYVISON FELISMINDO LIMA
VICTOR VESCOVINI

CAMPOS DOS GOYTACAZES, 5 DE JULHO DE 2012
1. INTRODUÇÃO:
De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, em qualquer processo termodinâmico a quantidade de calor (Q) recebida por um sistema estárelacionada diretamente com massa (m), o calor específico(c) e a variação de temperatura (∆T) 1,2.
Q=m . c . ∆T
Quando a pressão é constante, o calor trocado pelo sistema com o meio externo é usado para o trabalho e para mudar a energia interna. Em muitas situações práticas, os sistemas estão submetidos à pressão atmosférica 1,2.
O trabalho realizado (W) associado ao aquecimento, relaciona a pressão(P) e a variação de volume (∆V), porém em um processo isobárico, a pressão é mantida constante, logo expressa-se:
W=P . dV W= ∫P .dV W=P . ∫dV W= P . ∆V
Nesse caso, utilizando a equação da Primeira Lei da Termodinâmica podemos chegar a variação da energia interna (∆U) 1,2.
Q=∆U+W
Para o caso particular do ar, um gás constituído essencialmente por N2 e O2 como um gás idealdiatômico com vibração, a energia pode ser escrita da seguinte forma, de acordo com o teorema da eqüipartição de energia 1,2.
U= 72 .N .k .T , onde n . R = N .k U= 72 .n .R .T
Portanto, podemos escrever a Primeira lei da Termodinâmica em função de ΔV:
Q=P . ∆V .92 .n . R .T
O calor está relacionado à variação da temperatura (usando-se a lei dos gases ideais) por:
P.V = n .R .TAssim, o calor fornecido pode ser calculado pela variação de temperatura ou pela variação de volume, assim como pela relação entre o calor e a capacidade térmica molar à pressão constante(CP).
Q=n .CP . ∆T

2. OBJETIVO

3.1. Obter as variações de calor e energia interna durante o aquecimento do ar, em um processo isobárico, por meio de medidas diretas e indiretas.
3.2.Comparar os valores obtidos com os valores encontrados a partir do teorema de eqüipartição de energia.

3. MATERIAIS E PROCEDIMENTOS:
4.1. Materiais Utilizados:
* Termopar ET-1110DMM, da marca Minipa, com erro de medida igual a ± 1°C;

* Seringa com termopar acoplado, da marca Advantive, com erro de medida igual a ± 0,005ml;

* Tripé universal delta, da marca Cidepe;* Sistema de aquecimento de água, da marca Pasco Scientific.

4.2. Procedimentos Experimentais:
Foi colocada no sistema aquecedor de água certa quantidade de água, sendo colocada para aquecer, enquanto outro componente do grupo buscava uma agulha lacrada compatível com a seringa a ser usada.
Ajustou-se o êmbolo da seringa para o volume de 50mL, sendo a ponta fechada com a agulhalacrada. Usando o termopar mediu-se a temperatura inicial do ar dentro da seringa.
Por fim, acoplou-se a seringa ao tripé universal e ajustou-se para que a seringa ficasse parcialmente submersa, tomando cuidado para que a seringa não tocasse o fundo do sistema aquecedor, a fim de verificar sua variação volumétrica durante o processo de aquecimento.

4. RESULTADOS:
Primeiramente, foi colocadacerta quantidade de água no sistema aquecedor deixando o mesmo ligado para que aquecesse. Depois de aquecido ajustou-se a intensidade do aquecimento de modo a apenas manter a temperatura da água constante durante o processo a TA = 85ºC.
Depois de lubrificar e ajustar o termopar na seringa, ajustando o embolo para a marca do volume inicial (VI) = 50mL. Feito isso, fechou-se a seringa com a agulhalacrada e com o auxílio do termopar, mediu-se a temperatura interna inicial (TI) = 27º C.
Durante o aquecimento, notou-se uma variação de temperatura sendo a temperatura final TF = 48º C e o volume final VF = 54mL. A partir destes valores foram realizados os cálculos para que fosse encontrada a massa, tomando cuidado em converter todos os valores encontrados para as respectivas unidades de...
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