Trabalho e conservação da energia.

Experimento 4: TRABALHO E CONSERVAÇÃO DA ENERGIA.
Parte A: Trabalho Mecânico e o Equivalente Mecânico do Calor

Objetivos:
Determinação experimental do equivalente mecânico do calor e consequentemente o calor específico de uma substancia.
Equipamento: Suporte de mesa com braçadeira de carpinteiro, termômetro com graduação de 0ºC a 100ºC, cilindros para fricção de latão (CuZn) com massa igual a 1,28Kg e alumínio (Al) de massa igual a 0,390 Kg, fita de nylon, dinamômetros de 10N e 100 N e cronometro.

Prática:
O diagrama equivalente é

Na figura Fg é a força gravitacional logo é o peso do corpo suspenso, Fg = P. Então
F_R=P-F_D
onde FR é a força de fricção e FD força de suspensão no dinamômetro (indicação do dinamômetro.
O trabalho mecânico realizado pela fricção da fita sobre o cilindro é;
W=F.∆s=F_R.[n.2.π.(d/2) ]→
(1) W=n.2.π.(d/2).(P-F_D ) onde n é o número de rotações do cilindro e que deve ser adotado como um padrão de 200 voltas e d é o diâmetro do cilindro que deve ser medido com paquímetro.
Grande parte da Energia Cinética de rotação (portanto da Energia Mecânica) do cilindro é convertida em Calor Q. Esse fato provoca uma variação de temperatura  no cilindro
∆Q=C_total.∆T
aqui Ctotal é a capacidade térmica total do sistema e T é a temperatura absoluta T=273,15+θ_C
Assim:
C_total=C_cilindro+C_fita+C_termometro
C_total=c_cil.m_cil+4 [J/K]+4 [J/K] para o cilindro de latão o calor específico cL= 0,385 J/gK e para o alumínio cAl=0,9,2 J/gK (valor teórico).
Experimentalmente é esperado que:
Q  W  U=Q +W (1a. Lei da Termodinâmica) U=0.
Deve-se assim no procedimento, calcular ambas as grandezas para o confronto e determinar a diferença, justificando-a pois se
W/∆Q≅1⟹C_total=(W/∆Q-8)[J/gK]⟹(c_subst )_exp=C_total/m

O gráfico mostra um diagrama de temperatura x tempo medido de 2 em 2 minutos, para a medida. A forma do gráfico deixa claro, que a energia térmica é continuamente emitida para o meio ambiente, enquanto