Física Experimental: Termodinâmica. Aula 1. Introdução ao laboratório

Transcrição

1 Física Exeimental: Temodinâmica Aula 1 Intodução ao laboatóio 1

2 Conteúdo desta aula: -Objetivos... slides 3 4 -Divisão de guos... slides 5 7 -Uso de equiamentos... slide 8 -Unidades Intenacionais... slides Algaismos significativos... slides Incetezas (oagação)... slides 16 1

3 Objetivos e funcionamento Esta discilina tem como objetivo a obtenção, tatamento e análise de dados obtidos em exeimentos de temodinâmica (Física). Ela intoduz o uso de alguns aaelos de medida e metodologias de aesentação de esultados. Exeimentos ealizados neste módulo (e numeação): 1. Deteminação do calo esecífico do alumínio;. Deteminação da caacidade témica de um caloímeto; 3. Gases ideais; 4. Calibação de um temoa; 5. Calo esecífico de um gás; 6. Tensão sueficial; 7. Equivalente mecânico do calo; 8. Defomação Inelástica e ocesso ievesível. 3

4 Objetivos e funcionamento O semeste é comosto o 14 aulas: aulas intodutóias + dois blocos de 6 aulas com 4 exeimentos cada - Aula 1: Intodução ao laboatóio - Aula : Metodologias. - Aulas 3 a 8 (exeimentos): Salas 04 ou 044. Deteminação do calo esecífico do alumínio. Deteminação da caacidade témica de um caloímeto. Gases Ideais. Calibação de um temoa. aulas teão conteúdo definido elo ofesso (1 avaliação). - Aulas 9 a 14 (exeimentos): Salas 04 ou 044. Defomação inelástica e ocesso ievesível. Equivalência foça-tabalo. Calo esecífico de um gás (Método de Rücadt).. Tensão sueficial. aulas com conteúdo definido elo of. (1 avaliação) 4

5 Divisão de guos Neste módulo os alunos ealizaão os exeimentos em dula. Nas salas ocoeão dois exeimentos em aalelo. É cucial lemba-se da odem de execução dos exeimentos, deteminada aa cada guo. Esta odem se alica a todo o semeste (anota, óximo slide). Os exeimentos (exceto em caso de avaliações) estão fixos em cada sala. Alunos e ofessoes se deslocam e tocam de sala uma vez duante o semeste. 5

6 Divisão de guos A tabela abaixo sistematiza o ecuso de cada guo: A distibuição de ontos é definida elo ofesso. 6

7 Pausa: divisão dos guos 7

8 Uso de equiamentos Sensoes PASCO: Utilizados na aquisição de temeatua e essão em função do temo (temômetos digitais e sensoes de baixa essão). Pemitem visualiza tendências nestas vaiáveis físicas dietamente no comutado, utilizando softwae esecífico. 8

9 Unidades intenacionais Nos exeimentos ealizados duante o cuso deve-se exessa esultados (valoes) e utilizá-los nos cálculos no sistema de unidades intenacionais. Kelvin K *Intevalos de temeatua em gaus Celsius equivalem a intevalos em Kelvin, e são comumente utilizados em exeimentos de temodinâmica 9

10 Unidades intenacionais Algumas unidades intenacionais utilizadas são obtidas ela combinação das unidades fundamentais l 10

11 Potências de dez vs unidades 11

12 Algaismos significativos Na 1ª égua temos medidas com algaismos significativos, mas temos 3 algaismos significativos na ª égua (mais ecisa). O último algaismo de uma medida é o algaismo duvidoso (meno divisão de escala acessível aa uma medida dieta) 1

13 Algaismos significativos São algaismos significativos todos aqueles contados, da esqueda aa a dieita, a ati do imeio algaismo difeente de zeo. Ao se efetua mudanças de unidade o númeo de algaismos significativos não se altea. 13

14 Algaismos significativos Potências de 10 não são ate dos algaismos significativos 14

15 Algaismos significativos Ao efetua a soma de esultados deve-se exessa valoes que sejam comatíveis com o valo de meno númeo de algaismos significativos (dente os oiginalmente obtidos). 15

16 Incetezas (dietas) 16

17 Incetezas (dietas) Em alguns casos uma vaiável do exeimento é medida muitas vezes, tonando a afeição de um ocesso mais ecisa. Deve-se então exessa o valo médio e a inceteza como o desvio da média. Ex: Medida do temo até um ojétil lançado atingi o cão Lançamento Temo (s) 1 1,93 1,89 3,01 4 1,95 5,0 t médio = (t 1 + t + t 3 + t 4 + t 5 ) / 5 t médio = <t> = 1,96 s Inceteza t = [ <t> - t 1 + <t> - t + <t> - t 3 + <t> - t 4 + <t> - t 5 ] / 5 t = 0,044s Declae então: t = (1,96 0,04) s 17

18 Poagação de incetezas Em muitos casos não é ossível afei dietamente o valo da inceteza de uma medida cujo esultado é obtido a ati de um guo de vaiáveis (e valoes). É necessáio então utiliza alguns cálculos simles aa se obte a inceteza final. Ex: queemos sabe o volume de um cilindo de gás cujas dimensões estão declaadas abaixo Raio da base = (0,14 0,01) m Altua do cilindo = (1,38 0,05) m Sabendo que = calcule 18

19 19 Poagação de incetezas Cálculo simlificado aa uma função olinomial: ex: aa c c b b a a Y Y ou c c b b a a Y Y c b a Y

20 0 Poagação de incetezas Método geal aa uma função qualque (deivadas aciais) 3 1 ) ( aa c c Y b b Y a a Y Y c b a Y

21 1 Poagação de incetezas Note que, atindo de: Dividindo-se os dois lados o ) (