Com esta atividade laboratorial, pretende-se aplicar os

conhecimentos teóricos que adquirimos sobre como determinar o

rendimento de um processo de aquecimento. Pretende-se

também fazer revisão dos conceitos de calor, temperatura,

potência, energia interna, energia fornecida por um circuito

eléctrico e rendimento num processo de aquecimento.

• Calor: Energia transferida entre corpos em contacto devido

a uma diferença de temperaturas.

• Temperatura: propriedade relacionada com o estado de

movimento interno das particulas de um corpo.

• Energia interna: Soma das energias cinéticas das partículas

no interior do corpo com a energia potencial de interação

entre elas.

• Potência: quantidade de trabalho (ou energia de uma força)

efectuado por unidade de tempo, o que equivale à velocidade

de mudança de energia num sistema ou ao tempo

despendido para realizar um trabalho.

• Rendimento: proporção entre o resultado obtido e os meios

que tenham sido usados para o efeito. Trata-se do produto ou

da utilidade que rende alguém ou algo.

1º circuito:

Fonte de alimentação, amperimetro, voltimetro, interruptor,

lampada e fios de ligação.

2º circuito:

Fonte de alimentação, amperimetro, voltimetro, termómetro, fios

de ligação e calorímetro com 900g de água.

Em primeiro, testamos

a fonte de alimentação

construindo um circuito

elétrico com um interruptor e

uma lâmpada (um voltímetro

paralelo e um amperímetro

perpendicular a esta).

1º circuito:

De seguida, construímos

um circuito retirando o interruptor

e substituindo a luz pelo

calorímetro com água. Fizemos

uma tabela com registamos os

valores. No final, usamos os

valores e calculamos o

rendimento.

1º circuito:

Tempo (s) Diferença potencial (V) Intensidade da corrente elétrica (A) Temperatura (◦C)

1ª

vez 0 1,2 5,0 15,9

600 1,3 7,5 16,3

2ª

vez 0 1,4 5,0 15,8

600 1,5 7,0 16,2

3ª

vez 0 1,4 5,5 15,5

600 1,6 7,0 16,0

Fórmula química:

• 1ª vez:

𝑚 = 900g = 0,9 kg

c = 4180 J/Kg/◦C

∆𝜃 = 16,3 +15,9 =0,4 ◦C

U =1,2 + 1,3

2= 1,25V

I =5,0 + 7,0

2=6,0 A

∆𝑡 =10’ = 600s

𝜂 =0,9 × 4186 × 0,4

6,25 × 1,25 × 600× 100 ≈ 32,1%

𝜼 =𝒎. 𝒄. ∆𝜽

𝑼. 𝑰. ∆𝒕× 100

• 2ª vez:

𝑚 = 900g = 0,9 kg

c = 4180 J/Kg/◦C

∆𝜃 = 16,2 +15,8 = 0,4 ◦C

U =1,4 + 1,5

2= 1,45V

I =5,0 + 7,0

2= 6,0 A

∆𝑡 =10’ = 600s

𝜂 =0,9 × 4186 × 0,4

6,0 × 1,45 × 600× 100 ≈ 28,9%

• 3ª vez:

𝑚 = 900g = 0.9 kg

c = 4180 J/Kg/◦C

∆𝜃 = 15,5 + 16,0 = 0,5 ◦C

U =1,4 + 1,6

2= 1,5V

I =5,5 + 7,0

2= 6,25 A

∆𝑡 =10’ = 600s

𝜂 =0.9 × 4186 × 0.5

6,0 × 1,45 × 600× 100 ≈ 33,5%

𝜂 =32,1 + 28,9 + 33,5

3≈ 31,5%

Com a elaboração desta actividade experimental

concluímos que o rendimento da fonte de alimentação foi muito

baixo, e que para uma maior eficácia e rapidez no aquecimento

da água, a base do recipiente onde a água estava contida

deveria ser boa condutora, e as suas paredes deveriam conferir

boa capacidade isoladora, para o calor não se dissipar com

facilidade, e assim a água aquecia mais rapidamente, atingindo

os 20ºC com maior rapidez.

Aprendemos também que podem haver erros. A fonte de

alimentação tem que estar a funcionar, por isso temos que testá-

la primeiro. Também o voltímetro e o amperímetro tem que estar

paralelo e perpendicular, respetivamente, à lampada ou ao

calorímetro, neste caso.