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12 Engenharia mecânica Danilo Luiz Pereira Termodinâmica Aracati / CE 2024 Danilo Luiz Pereira Termodinâmica Trabalho apresentado à Faculdade Pitágoras, como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Termodinâmica, no curso de Engenharia Mecânica. Professor (a): Rafael Misael Vedovatte Aracati / CE 2024 sumário INTRODUÇÃO 4 1 Prática 1: Determinação 5 1.1 Perguntas e Respostas........................................................................................5 2 Determinação da pressão de vapor e entalpia de vaporização...........................7 2.1 Perguntas e Respostas........................................................................................7 INTRODUÇÃO Este documento reúne os relatórios das práticas propostas na disciplina de termodinâmica. cada prática aborda conceitos fundamentais da área, como a determinação de equações termométricas, pressão de Vapor, entalpia de vaporização e calor específico de líquidos. o objetivo é compreender os fundamentos teóricos e aplicá-los em experimentos simulados, preparando o estudante para contextos reais na engenharia e ciências aplicadas. 1. PRÁTICA 1: Determinação A gestão do tempo é um processo de priorização e organização de tarefas que envolve seu planejamento e execução voltados ao melhor aproveitamento do tempo investido nelas, o que resulta em maior produtividade e eficiência. Objetivo Estabelecer a relação entre um termômetro a álcool e um termoscópio, utilizar escalas termométricas e aplicar os conceitos na calibração de termômetros. Materiais e equipamentos - Termoscópio - termômetro a álcool - Régua milimétrica - Banho de gelo - Altímetro Procedimentos - Equipar EPIs virtuais (jaleco, óculos, máscara e luvas). - Colocar o termoscópio na posição vertical e medir as alturas da coluna líquida em diferentes estados térmicos: ambiente, banho de gelo e vapor d'água. - Registar as alturas e temperaturas correspondentes em uma tabela. - Construir um gráfico da altura e em função da temperatura e determinar a equação da reta. 1.1. Perguntas e respostas Por que é importante marcar a altura da coluna líquida do termoscópio em diferentes pontos de temperatura? R. Marcar a altura da coluna líquida em diferentes pontos permite estabelecer a relação entre a temperatura e a altura do líquido no termoscópio. essa relação é fundamental para calibrar o termoscópio e determinar sua precisão em diferentes condições térmicas. Explique a razão para usar o banho de gelo no experimento. R. O banho de gelo é utilizado para criar um ponto de referência de temperatura conhecido (0 °c). esse ponto é essencial para calibrar o termômetro e verificar a precisão das medições do termoscópio. Como a medição da altura da coluna líquida pode influenciar nos resultados do experimento? R. A precisão na medição da altura da coluna líquida influência diretamente a exatidão dos cálculos e da equação termométrica. erros na leitura da altura podem levar a discrepâncias na determinação da temperatura correspondente. Qual é a fórmula utilizada para determinar a relação entre a altura da coluna líquida e a temperatura? R. A as relação entre a altura da Coluna líquida (h) e a temperatura (t) é geralmente representada por uma equação linear: h = at + b, onde 'a' é o coeficiente angular (relacionado à taxa de variação da altura com a temperatura) e 'b' é o coeficiente linear (intercepto no eixo da altura). Qual foi a diferença entre as temperaturas medidas pelo termômetro a álcool e pela equação obtida? explique possíveis causas para essa diferença. R. A diferença pode ocorrer devido a erros experimentais, como leituras imprecisas da altura da coluna líquida ou variações nas condições ambientais. além disso, a calibração do termômetro a álcool pode não ser perfeitamente linear, introduzindo discrepâncias ao comparar com os dados do termoscópio. 2. Prática 2: determinação da pressão de vapor e entalpia de vaporização Objetivo Calcular a pressão de vapor e a entalpia de vaporização da água, compreendendo a relação entre pressão e temperatura em processos industriais como destilação e refrigeração. Materiais e equipamentos - Banho termostático - Condensador - barômetro digital - Régua graduada - Água destilada Procedimentos - Equipar EPIs virtuais (jaleco, óculos, máscara e Luvas). - Preencher o béquer e condensador com água destilada e ajustar a temperatura no banho termostático. - Registar dados de temperatura, alturas de líquido e gás, e medir a pressão atmosférica. - Calcular a pressão de vapor e entalpia de vaporização utilizando as equações fornecidas. 2.1.1. Perguntas e respostas Por que é importante marcar a altura da coluna líquida do termoscópio em diferentes pontos de temperatura? R. Marcar a altura da coluna líquida em diferentes pontos permite estabelecer a relação entre a temperatura e a altura do líquido no termoscópio. essa relação é fundamental para calibrar o termoscópio e determinar sua precisão em diferentes condições térmicas. Explique a razão para usar o banho de gelo no experimento. R. O banho de gelo é utilizado para criar um ponto de referência de temperatura conhecido (0 °c). esse ponto é essencial para calibrar o termômetro e verificar a precisão das medições do termoscópio. Como a medição da altura da coluna líquida pode influenciar nos resultados do experimento? R. A precisão na medição da altura da coluna líquida influência diretamente a exatidão dos cálculos e da equação termométrica. erros na leitura da altura podem levar a discrepâncias na determinação da temperatura correspondente. Qual é a fórmula utilizada para determinar a relação entre a altura da coluna líquida e a temperatura? R. A relação entre a altura da Coluna líquida (h) e a temperatura (t) é geralmente representada por uma equação linear: h = at + b, onde 'a' é o coeficiente angular (relacionado à taxa de variação da altura com a temperatura) e 'b' é o coeficiente linear (intercepto no eixo da altura). Qual foi a diferença entre as temperaturas medidas pelo termômetro a álcool e pela equação obtida? explique possíveis causas para essa diferença. R. A diferença pode ocorrer devido a erros experimentais, como leituras imprecisas da altura da coluna líquida ou variações nas condições ambientais. além disso, a calibração do termômetro a álcool pode não ser perfeitamente linear, introduzindo discrepâncias ao comparar com os dados do termoscópio. Qual é a importância de medir a pressão atmosférica antes de iniciar os cálculos? R. A pressão atmosférica é um parâmetro essencial para determinar a pressão de vapor da substância. ela é utilizada nas fórmulas para calcular a pressão Parcial do ar e a pressão de vapor, permitindo obter resultados precisos. Explique por que é necessário resfriar a água a 0 °c antes de iniciar o aquecimento. R. Resfriar a água a 0 °c cria um ponto de partida consistente para as medições. isso facilita a análise da relação entre temperatura e pressão de vapor ao longo do experimento. Como a posição da régua graduada influência na coleta dos dados experimentais? R. A posição correta da régua graduada garante que as alturas do líquido e do gás sejam medidas com precisão. se a régua estiver desalinhada, os dados podem apresentar erros, comprometendo os cálculos de pressão e volume. Qual é a fórmula utilizada para calcular o volume do gás? A fórmula utilizada para calcular o volume do gás é v = πr²δh_gás, onde 'r' é o raio do recipiente e 'δh_gás' é a altura do gás medida na régua. Qual foi a percentagem de erro entre o valor experimental e o valor tabelado da entalpia de vaporização? explique possíveis causas para essa diferença. R. A percentagem de erro pode variar dependendo das condições do experimento, como medições incorretas de temperatura ou altura. diferenças também podem surgir devido a variações na pureza da água ou ao desempenho do simulador. image1.png