Relatório

Equivalente mecânico da caloria

Grupo 7 – Turma 1DA
Unidade Curricular: Termodinâmica e Estrutura da Matéria
Docente: Prof. Paulo Fernandes
Trabalho realizado em 26 de Março de 2012 por:
Eduardo Salgado 1110537
Manuel Fernandes 1090326

Objectivos

-Relacionar o trabalho mecânico efectuado (em joules) com a quantidade de calor fornecida (em calorias) a um cilindro de alumínio sob o efeito de uma força de fricção.
-Compara o resultado obtido com o resultado esperado.

Introdução teórica

Na física, a lei ou princípio da conservação de energia estabelece que a quantidade total de energia em um sistema isolado permanece constante. Uma consequência dessa lei é que energia não pode ser criada nem destruída, a única coisa que pode acontecer é que ela pode mudar de forma, isto é, por exemplo, o trabalho pode ser transformado em energia térmica. Como o trabalho é normalmente medido em joules e a energia térmica em calorias a equivalência não é imediata e é necessária uma relação quantitativa que permita transformar joules em calorias. A esta relação é chamada de equivalente mecânico de caloria.

1 caloria = 4,186 joules

Com a prévia descoberta do Efeito de Joule e a consequente equivalência entre trabalho e calor, Joule sentiu a necessidade de demonstrar essa equivalência. Para tal levou então a cabo as experiências das palhetas girando dentro de um líquido, como a água.

O líquido encontra-se num recipiente termicamente isolado. Quando as massas caiem de uma certa altura, a velocidade constante, provocam a rotação do agitador que desta forma realiza trabalho sobre a água. Se as perdas de energia pelo atrito nas roldanas e noutros pontos de fixação for desprezável, o trabalho realizado pelo agitador sobre a água é igual à perda de energia mecânica das massas cadentes. Esta perda é facilmente determinada pela medição da altura da queda das massas.

Cálculo do trabalho realizado: