lei de radiação de stefan-boltzmann experimentos de física quântica turma 2014-1

Lei de Radiaçãode Stefan-Boltzmann

Experimentos de Física QuânticaTurma 2014-1

Medidas de Calibração: R(tamb) e R0

Bancada 1 – Kaina.

Título ou legenda do gráficoGrandeza e unidades dos eixosGraduação e significativos dos eixos

No relatórioInformar temp. ambiente e incerteza.Resultado do ajuste: Ramb e incerteza.

Indicar a relação de calibração usada. e com incertezas (PHYWE ou

Handbook).Apresentar resultado de R0 e incerteza.

Não apresentar quadro com dados do ajuste no gráfico.

Não usar valores arredondados em cálculos intermediários.

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0 180,0 200,00,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

Vdc (

mV)

Idc (mA)

Equation y = a + b*Adj. R-Squar 0,99945

Value Standard ErroVdc Intercept 0,1605 0,1686Vdc Slope 0,1799 0,0015

Calibração Resistência do Filamentotamb= 28,0 oC


Bancada 2 – Henrique.


No relatórioInformar temp. ambiente e incerteza.Resultado do ajuste: Ramb e incerteza.Verificar Ramb= 0,167 ohm apresentado.


Handbook).Apresentar resultado de R0 e incerteza.Verificar R0= 0,147 ohm (consequência).



0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0 180,0 200,00,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

Vdc (

mV)

Idc (mA)

Calibração do filamento da Lâmpadatamb= 28,0 oC

Equation y = a + bAdj. R-Squa 0,99998

Value Standard ErrVdc Intercept -0,0889 0,04319Vdc Slope 0,267 3,78027E-4


Bancada 3 – Yuri.


No relatórioInformar temp. ambiente e incerteza.Resultado do ajuste: Ramb e incerteza.


Handbook).Apresentar resultado de R0 e incerteza.



0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0 180,0 200,00,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

Vdc (

mV)

Idc (mA)

Calibração Rsistência do Filamentotamb= 28,0 oC

Equation y = a + bAdj. R-Squa 0,99956

Value Standard ErrVdc Intercept 0,1209 0,15049Vdc Slope 0,1801 0,00134

Lei de Radiação Stefan-Boltzmann Princípio (Modelo Teórico)

Para um corpo-negro com área de superfície A, emite radiação térmica com taxa de energia (dE/dt= PT):

σ= 5,67x10-8 W/m2.K4

Filamento de tungstênio não é um corpo-negro perfeito, mas para “corpos-cinza”, com emissividade (ε < 1) ≈ cte.

41 TdtdE

ART

4. TAPT

Medida Experimental

Termopilha à distância fixa do filamento, absorve um fluxo de energia (φ) que é proporcional à uma fração de PT.

E como a fem da termopilha (UTH) é proporcional a φ; temos:

UTH φ PT

onde K é cte. característica da termopilha. A termopilha está a temp. ambiente

(Ta), Logo ela também irradia segundo a lei T4:

Porém, para T> 800K o termo Ta4 é

desprezível. O que permite considerar: UTH

a.T4

4. TAKUTH

)(. 44aTH TTAKU

Medidas de UTh x T Bancada 1 – Kaina.

Gráfico em escala di-Log.Título ou legenda do gráfico.Grandeza e unidades dos eixos.Graduação e significativos dos eixos

Lei de potência: Uth = a.Tb

Apresentar resultado dos coeficientes ajustados (a e b) com incertezas.

Qual a interpretação para o coef. a? (relatório).

Não apresentar quadro dos resultados de ajuste no gráfico.

Não usar valores arredondados em cálculos intermediários (cálculo de T)

200 400 600 800 1000 1200140016001800

1,0

10,0

100,0

Uth

(mV)

T (K)

Equation y = a*x̂Adj. R-Squar 0,99801

Value Standard ErroUth a 3,56598E-1 1,77625E-10Uth b 3,56796 0,06769

Medidas de UTh x T Bancada 2 – Henrique




Atenção: rever cálculo de T!




400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

500

1000

1500

2000

2500

Uth

(mV)

T (K)

Equation y = a*x^Adj. R-Squa 0,9944

Value Standard ErrUth a 6,77071E 4,52544E-8Uth b 3,25707 0,09064

Medidas de UTh x T Bancada 3 – Yuri.







200 400 600 800 1000 12001400160018002000

1,0

10,0

100,0

Uth

(mV)

T (K)

Equation y = a*x^Adj. R-Squa 0,9985

Value Standard ErrUth a 3,30004E- 1,41499E-1Uth b 3,58429 0,05835

Calibração do “zero” da Termopilha

Lembremos que a Tamb: UTH = 0 (p/lâmpada apagada).

Potência elétrica dissipada: PE = V.I

Calibração de zero UTh: PE=0 UTh=0 (Tamb)

Cálculo de PE: c/dados medidos

VAC

(V)IAC

(A)PE

(Watt)T

(K)UTh

(mV)1,78 2,69 4,7882 811,91 0,139

2,01 2,86 5,7486 853,81 0,199

2,5 3,21 8,025 930,61 0,365

3,1 3,6 11,16 1012,71 0,619

3,98 4,15 16,517 1109,05 1,105

4,88 4,63 22,5944 1201,14 1,677

6,06 5,21 31,5726 1305,42 2,52

7,22 5,74 41,4428 1394,59 3,5


Bancada 1 – Kaina.

Relação UTh x PE

Deve ser de proporcionalidade

Calibração de zero:Ajuste linear u0 (coef. linear)

Cálculo de UTh corrigido Ucz= UTh – u0

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

Uth

(mV)

Pe (Watt)

Correção de Zero da Ternopilha


Value Standard ErroUth Intercept 6,1493 1,00647Uth Slope 2,2408 0,0396


Bancada 2 – Henrique.

Relação UTh x PE

Verificar valores Uth (x103)Deve ser de proporcionalidade



0 10 20 30 40 500

500

1000

1500

2000

2500

3000

Uth

(mV)

Pe (Watt)


Value Standard ErroUth Intercept 435,5528 14,33122Uth Slope 46,29699 0,58338

Calibração do "zero" da Thermopilha


Bancada 3 – Yuri.

Relação UTh x PE

Deve ser de proporcionalidade



0 10 20 30 40 50 60

0

50

100

150

Uth

(mV)

Pe (Watt)


Value Standard ErrUth Intercept 6,9307 0,79938Uth Slope 2,2280 0,02789

Relaçمo Uth X Potência elétrica Dissipada

Correção de “zero” de UTH

T (K) UTh (mV)

UCZ (mV)

811,91 0,139 0,504

853,81 0,199 0,564

930,61 0,365 0,73

1012,71 0,619 0,984

1109,05 1,105 1,47

1201,14 1,677 2,042

1305,42 2,52 2,885

1394,59 3,5 3,865700 800 900 1000 1100 1200 1300

50

100

150

200

250

300350400450

Ucz (

mV)

Thb (K)

Equation y = a*x̂Adj. R-Squar 0,99879

Value Standard ErroUcz a 1,42252E-1 5,42216E-11Ucz b 4,05029 0,05439

Fem (corrigida) x TemperaturaCalibração do Handbook

Resultados de outra Turma

Resultados de outros gruposResultados de outra Turma

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 17000,010

0,100

1,000

Ucz (

V)

Tph (K)

Equation y = a*x̂ bAdj. R-Squa 0,9956

Value Standard ErrUcz a 1,59205E- 1,34489E-1Ucz b 4,13506 0,1156

Fem (corrigida) x TemperaturaCalibração PHYWE

lei de radiação de stefan-boltzmann experimentos de física quântica turma 2014-1

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