Iniciação tecnológica

Na última quinta feira (25/08) tivemos uma reunião em grupo com o professor Mauricio sobre o nosso próximo trabalho trimestral.
Ele nos mostrou como fazer, o que colocar, o que pode ajudar ou não na competição e nos deu algumas dicas importantes de veterano.
Já estamos pesquisando e trabalhando no nosso "carrinho".

ISOLAMENTO TÉRMICO
Para entendermos  a troca de calor, temos que entender primeiro o isolamento térmico.
Um exemplo de isolante térmico é a garrafa térmica usada por alguns moradores do Sul, que têm o habito de tomar chimarrão, contendo agua bem quente. Elas são utilizadas para manter constante a temperatura dos corpos que armazenam, mas com o tempo diminui a temperatura da agua quente armazenada na garrafa. Quando um corpo é inserido em um perfeito isolante térmico, o valor de sua temperatura continua mesmo por tempo indefinido, então, dizemos que esse corpo está contido em um recipiente termicamente isolado, onde não troca calor com o meio ambiente.
Equipamentos que evitam a troca de calor entre o meio ambienete e os corpos colocados em seu interior recebem o nome de calorimetros.
- Um calorimetro ideal não permite troca de calor entre seu conteudo e o meio ambiente e seu interior pode ser considerado um recipiente isolado termicamente.

TROCAS DE CALOR E EQUILÍBRIO TÉRMICO

A temperatura de um alimento, aqucido no forno, passa a diminuir no momento que é retirado de dentro dele; continua a diminuir na mesa, e diminui ainda mais quando é colocado na geladeira. Nesse exemplo, o alimento cede calor primeiro para o meio ambiente e depois para o ar interno do refrigerador. As geladeiras comuns funcionam à temperatura de aproximadamente 5ºC, então essa será a temperatura do alimento após algum tempo na geladeira. Corpos com diferentes temperaturas, quando colocados em contato, tendem a igualar suas temperaturas após certo tempo, ou atingem a temperatura de equilibrio térmico, como ocorre com o alimento em contato com o ar interno do refrigerador. 

EX1. Se em um recepiente isolado termicamente um corpo X, à temperatura Tx é colocado em contato com outro corpo Y, à temperatura Ty e se Tx passar a diminuir podemos afirmar que:

- O valor da temperatuda inicial de X é maior do que o valor da temperatura inicial de Y. Durante o contato entre os corpos, uma quantidade determinada de calor fluiu de X para Y;

- A transferência de calor de X para Y é o fator responsável pela diminuição da temperatura de X é o aumento da temperatura de Y;

- A transferência de calor se encerra quando as temperaturas dos dois corpos se igualam;

- A quantidade de calor cedida por X é integralmente absorvida por Y; 

Nessa situação, sendo Qx a quantidade de calor liberada pelo corpo X, e Qy a quantidade de calor absorvida pelo corpo Y, em valores absolutos temos, Qx=Qy.

No entanto, se considerarmos, que não houve mudança nos estados fisicos de X e de Y, então as quantidades de calor envolvidas nas trocas descritas podem ser calculadas através da equação fundamental da calometria(Q=m.c.ΔT). Desse modo podemos avaliar que Qx é negativo, enquanto Qy é positivo, pois a temperatura de X diminui enquanto a temperatura de Y aumenta, implicando em ΔTx<0 e ΔTy>0. Em acordo com os sinais dos resultados das quantidades de calor cedidas e absorvidas,podemso escrever:" Qx+Qy=0"

No geral, podemos afirmar que:  Quando dois corpos trocam calor entre si, ao ser atingido o equilibrio termico, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas entre eles é nula.

Ex2. Duas massas de àgua, a temperatura diferentes, de acordo com os dados seguintes, sejam misturadas e colocadas em um calorimetro ideal.

Massa 1: m = 200g; T0= 15ºC

Massa 2: m = 600g; T0= 65ºC

Calor especifico da agua = 1,0 cal/g ºC

Supondo que haverá apenas troca de calor entre as massas de água, vamos obter a temperatura final do equilibrio(Tf), lembrando que esse valor procurado será intermediário entre as temperaturas das duas massas, ou seja, estará compreendido entre 15ºC e 65ºC.

Massa 1: Q = m.c.ΔT  ->  Q1 = 200.1.(Tf - 15)

Massa 2: Q = m.c.ΔT  ->  Q2 = 600.1.(Tf - 65)

Q1 + Q2 = 0  -> 200.1.(Tf - 15) + 600.1.(Tf - 65) =0

             -> 200.1.(Tf - 15) = -600.1.(Tf - 65)

  Dividindo os termos por 200:

             -> Tf - 15 = -3(Tf-65)

             -> 4Tf = 210 

             -> Tf= 52,5 ºC

Quando cessar a troca de calor, a massa da água resultante da mistura estará a temperatura de 52,5ºC.

Achamos esse vídeo que demonstra a troca de calor entre dois corpos. http://www.youtube.com/watch?v=h40lAb-PoSk

Fonte de pesquisa: Apostila UNO "Calor e mudança de estado"

Dilatação Volumétrica

Onde:
Vo = Volume inicial
To = temperatura inicial
V = Volume final
T = temperatura final
ΔV = dilatação Volumétrica

Dilatação Superficial

Onde:
Ao = área inicial
To = temperatura inicial
A = área final
T = temperatura final
ΔA = dilatação Superficial

Dilatação Linear

Onde:
Lo = comprimento inicial
To = temperatura inicial
L = comprimento final
T = temperatura final
ΔL = dilatação linear


Lo, L, ΔL → cm
To, T, ΔT → ºC
          α  → ºC -¹

Temperaturas

                                                   TC                   TF - 32           TK - 273
                                                 -------          =  -------------   =  ---------------
                                                    5                         9                       5

Empuxo

Onde:
dl = densidade do líquido
vd = volume deslocados
g = aceleração da gravidade

E → N                       V → m³
d → kg/m³                  g → m/s²

Calor - Mudança de fases - Temperatura

O Nosso professor nos explicou sobre aulas a distância, e nos deu exemplos de formas de estudo, nas quais as pessoas iriam até o local para responder algumas perguntas .. nosso tema foi calor e no final ele nos fez as seguintes perguntas:
1. Você possui dois corpos (1 com temperatura de 10ºC e outro com temperatura de 80ºC). Posso afirmar que ao colocá-los juntos num local termicamente isolado, a temperatura final de cada um será 45ºC? Justifique.

R: Sim, pois o corpo com 80ºC troca temperatura com o de 10ºc, até entrarem em equilibrio termico de 45ºc

2- Usando a mesma questão anterior, posso afirmar que o corpo de 80ºC doa calor?

R: Sim.

3- Posso afirmar que o corpo de 10ºC recebe calor?

R: Sim.

4- Pode-se afirmar que ambos os corpos não mudam de estado físico?

R: Não.

Competição de Foguetes 2011

No ultimo sábado, dia 06 de agosto fomos para a chácara do colégio Idesa para a competição, chegamos adiantados e ficamos acertando os últimos detalhes para a nossa bateria. Estávamos todos presentes, menos a nova integrante Monica Bjerkelund que não pode comparecer. A nossa bateria foi a 7ª, e na tentativa do primeiro lançamento a bomba deu problemas e não tivemos um bom resultado. Porém no segundo conseguimos 8s com o nosso foguete. Ficamos muito orgulhosos com o resultado dos nossos esforços, não foi o melhor, mas foi o suficiente para ficarmos na 2ª posição no ranking da sala e em 10º lugar no ranking geral.