Lei de Resfriamento de Newton

Brasília 9 de novembro de 2007, 16h.

Grupo 2

Experimento VII – Lei do Resfriamento

1-Objetivos:

O experimento almeja, através de dados experimentais, verificar a validade da lei do resfriamento enunciada por Newton. 2-Introdução teórica:

Newton descreveu o resfriamento de um corpo próximo à temperatura ambiente de forma que a taxa de resfriamento seria proporcional à diferença entre a temperatura do sistema e a do ambiente, comportamento sugerido pela equação:

dT/dt= −b ( T − Ta ), (1)

Sendo T a temperatura do sistema, Ta a temperatura ambiente e b o coeficiente de transferência térmica entre os meios nos quais está-se analisando a temperatura, de unidade inversa ao do tempo. O sinal negativo apenas indica que a temperatura está caindo. Diferenças maiores entre as temperaturas indicam maiores velocidades de resfriamento, o que sugere que o resfriamento torne-se cada vez mais lento com o decorrer do tempo. Com um arranjo da equação, é possível descrever a variação da temperatura do objeto em função do tempo observado:

dT/( T – Ta ) = - b.dt

Integrando-se os dois membros e sendo To a temperatura inicial do objeto, tem-se:

[T (t ) − Ta ]= (To − Ta ) e^( − bt), (2)

o que permitirá uma análise do coeficiente de transferência térmica.

3-Lista de Materiais:

1 Balão Volumétrico
1 Termômetro (precisão 1ºC; erro instrumental 0,5ºC)
1 Manta (aquecedor de água)
1 Fonte de alimentação
1 Cronômetro digital capaz de medir tempos mínimos de 1/100 de segundo
Luva espessa para lidar com material quente
1 béquer de 100mL 4-Procedimentos:

Colocamos um pouco de água no balão volumétrico, e aquecemos com a manta até uma temperatura próxima à da ebulição da água (para se ter uma margem boa de variação sem se desviar muito da temperatura ambiente). Enquanto isso,