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EXPERIMENTO 2: DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DA ÁGUA ATRAVÉS DO EFEITO JOULE

Introdução! O efeito Joule (ou efeito térmico da corrente) é responsável pela transformação de

energia elétrica em energia térmica quando um resistor é percorrido por uma corrente.

Dentre suas aplicações encontram-se aparelhos elétricos, ferros elétricos, ebulidores,

torradeiras, que apresentam caráter puramente resistido.

! O calor específico fisicamente representa a quantidade de calor que uma substância

deve absorver ou liberar por unidade de massa, para que sua temperatura varie de um grau,

independentemente da massa que o corpo possa apresentar.

Objetivos! O objetivo do experimento é determinar o calor específico da água através do efeito

Joule.

Procedimento Experimental‣ Em um béquer contendo 100ml de água colocou-se uma resistência de 1Ω, à qual estava

ligada a uma fonte de tensão.

‣ Com o auxílio de uma garra metálica, fixou-se um termômetro no interior do béquer de

forma que esse ficassa em contato apenas com a água.

‣ Em intervalos de tempo pré-determinados de 60 segundos, verificou-se, através do

termômetro, a variação da temperatura da água causada pelo efeito Joule.

Escola de Engenharia de Lorena • USP

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© 2013, Relatório fis 3 exp 2

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Resultados e discussão

Obtiveram-se experimentalmente os seguintes dados:

T (s) T (ºC) ΔT (ºC)

0 23,5 0

60 24 0,5

120 25 1,5

180 25,5 2,0

240 26 2,5

300 26,2 2,7

360 26,5 3,0

420 26,8 3,3

480 27,2 3,7

540 27,6 4,1

600 28 4,5

660 28,2 4,7

720 28,8 5,3

780 29,1 5,6

840 29,5 6,0

! Assumindo que a potência térmica é igual à potência elétrica (Ptérmica = Pelétrica), e

sabendo-se que P = ΔQΔt

e ΔQ = m ⋅ c ⋅ ΔT , onde ΔQ = calor , m = massa , c = calor

específico,T = temperatura e t = tempo; pode-se chegar a seguinte fórmula: ΔT =Pm ⋅ c

⋅ Δt

! Os dados obtidos foram então linearizados e comparados com a equação:

y = a ⋅ x + b↓ ↓ ↓

ΔT =P

m ⋅ c⋅ Δt


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Foram encontrados os seguintes valores:

! Para determinar o calor específico da água, utilizou-se a igualdade proveniente da

linearização:

O coeficiente de correlação (CORR) indica regular precisão no experimento, pela ocorrência

de erros aleatórios, como, por exemplo, fios oxidados, mal contatos nas conexões.

Cálculo do erro percentual:

Esse valor indica baixa exatidão do experimento devido aos erros supracitados.


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Conclusão

Através dos resultados obtidos dos experimentos, pode-se determinar o calor específico da

água por meio do aquecimento desta gerado pela dissipação da energia elétrica no resistor,

fenômeno conhecido por Efeito Joule.

Referência Bibliográfica: Fundamentos da Física 3 – Halliday Resnick Wolker – 6ª edição – LTC editora


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