1.Resumo

O experimento feito teve como objetivo identificar a condutividade térmica dos

radiais de determinados metais e através de pesquisas e de alguns cálculos necessários

feitos entender a causa desta condutividade térmica baseando-nos nos conceitos de

condução térmica e no experimento onde tivemos que observar quando ocorria o

derretimento de uma porção de parafina de vela postada na ponta dos radiais usados no

experimento.

A partir de todas essas observações, dos resultados obtidos nos cálculos e

principalmente das informações obtidas através de pesquisas necessárias para o

desenvolvimento deste experimento, concluímos então que a condução térmica dos

materiais depende somente do coeficiente de condutividade térmica destes materiais e não

do diâmetro, ou nem mesmo da diferença entre os metais dos radiais utilizados no

experimento.

2.Introdução

No dia vinte e nove de outubro de dois mil e dez, realizamos um experimento de

condutividade térmica.

Baseamos-nos na teoria de condutividade térmica e nas observações feitas durante o

experimento. E a respeito da teoria temos que: condução térmica é a transferência de

energia térmica entre átomos e/ou moléculas vizinhas em uma substância devido a um

gradiente de temperatura. Noutras palavras, é um modo do fenômeno de transferência

térmica causado por uma diferença de temperatura entre duas regiões em um mesmo meio,

ou entre dois meios em contato.

Em nosso experimento usamos alguns metais como, alumínio de espessura fina,

alumínio de espessura grossa, cobre metal amarelo (latão) e ferro.

Os metais e suas ligas, sejam sólidos ou líquidos, devido à elevada condutividade

térmica, são excelentes meios de propagação de calor, normalmente associada à

condutividade elétrica.

A condução térmica pode ser interpretada como a transmissão passo a passo de

agitação térmica: um átomo (ou uma molécula) transfere parte de sua energia cinética ao

átomo vizinho, sendo um fenômeno de transporte de energia interna devido à

heterogeneidade da agitação molecular.

3.Objetivo

O objetivo deste experimento foi entender como e porque, ocorreu a condutividade

térmica de cada metal em determinado tempo, onde ocorreu de forma graduada a

condução térmica do núcleo do pedestal até a extremidade de cada metal, para depois do

recolhimento de informações durante o experimento e depois com pesquisas

entenderíamos as causas deste fenômeno.

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4.Materiais

Os materiais utilizados para a realização deste experimento de condução térmica

foram os seguintes:

1. Pedestal

2. Radiais de cada metal utilizado todas com 15,2 cm

3. Vidro com álcool

4. Vela

5. Cronometro

6. Caixa de fósforos

7. Paquímetro

5.Procedimento

No pedestal havia cinco radiais, os quais tivemos que identificá-los, sendo eles:

alumínio grosso, alumínio fino, cobre metal amarelo (latão), ferro (SAE 1020).

Depois de identificarmos os metais nós prosseguimos com o experimento e então

medimos os diâmetros de cada um dos radiais.

Após medirmos os diâmetros, nós então acendemos a vela até a parafina começar a

derreter para depositarmo-la nas extremidades de cada radial. Depois de feito essa parte,

acendemos o barbante que está depositado dentro do vidro com álcool, que por sua vez

esta depositada no núcleo do pedestal. Após aceso cronometramos a condução que

aconteceria.

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6.Resultados

Após feito todo o procedimento do experimento com cuidado e atenção, sendo

cronometrados todos os tempos em que foi derretida novamente a parafina depositada nas

extremidades dos radiais de determinados metais.

Nós obtivemos então os seguintes resultados para realizarmos posteriormente os

cálculos necessários para determinarmos o porquê das causas do experimento.

A tabela a seguir esta na ordem em que começou o derretimento da parafina nas

extremidades dos radiais e a partir deste momento pudemos observar que a condutividade

estava ocorrendo.

Material Diâmetro_D(cm) Tempo_t(s)

Cobre 0,35 150

Alumínio Grosso 0,30 180

Alumínio Fino 0,25 250

Metal Amarelo (Latão 0,32 500

Ferro (SAE 1020) 0,31 2460

Após montar a tabela com os valores encontrados durante o experimento, tivemos

que prosseguir e fazer alguns cálculos necessários:

1º. Calcular e determinar o volume de cada radial.

● Fórmula Geral utilizada:

V = A · 15,2

Onde:

V = volume que será determinado neste cálculo

A = área do cilindro que é a forma geometria dos radiais

A= d · π², onde d = diâmetro encontrado de cada radial

4

15,2 = comprimento de todos os radiais.

Cálculos referentes ao Radial de Cobre.

A= d · π²

. 4

A= 0,35 · 3,14² A= 0,35 · 9.86 A= 3,451

. 4 4 4

A = 0,862

3

Cálculo do volume do Cobre:

V = A · 15,2

V= 0.862 · 15,2

V = 13,10 cm²

Cálculos referentes ao Radial de Alumínio Grosso

A= d · π² A= 0,30 · 9,86 A= 2,958

4 4 4

A = 0,739

Cálculo do Volume do Alumínio Grosso:

V = A · 15,2

V = 0,739 · 15,2

V = 11,23 cm²

Cálculos referentes ao Radial de Alumínio Fino

A= d · π² A= 0,25 · 9,86 A= 2,465

4 4 4

A = 0,616

Cálculo do Volume do Alumínio Fino:

V = A · 15,2

V = 0,616 · 15,2

V = 9,36 cm²

Cálculos referentes ao Radial de Metal Amarelo (latão)

A= d · π² A= 0,32 · 9,86 A= 3,155

4 4 4

A = 0,788

Cálculo do Volume do Metal Amarelo (latão)

V = A · 15,2

V = 0,788 · 15,2

V = 11,97 cm²

4

Cálculos referentes ao Radial de Ferro (SAE 1020)

A= d · π² A= 0,31 · 9,86 A= 3,056

4 4 4

A = 0,764

Cálculo do Volume do Ferro (SAE 1020):

V = A · 15,2

V = 0,764 · 15,2

V = 11,61 CM²

Após termos feito os cálculos dos volumes dos radiais dos determinados metais,

partimos para os cálculos das massas destes radiais, mas para isto tivemos que fazer uma

pesquisa para obter as densidades teóricas destes metais.

As densidades encontradas são as seguintes:

Material Densidade g/cm²

Cobre 8,96

Alumínio Grosso 2,705

Alumínio Fino 2,705

Metal Amarelo (Latão 8,53

Ferro (SAE 1020) 7,86

Cálculos das massas dos radiais de cada metal:

Fórmula geral utilizada: M = V · D

Cobre:

M = V · D

M = 13,10 · 8,96

M = 117, 376 g

Alumínio Grosso:

M = V · D

M = 11,23 · 2,705

M = 30,337 g

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Alumínio Fino:

M = V · D

M = 9,36 · 2,705

M = 25,318 g

Metal Amarelo (Latão):

M = V · D

M = 11,97 · 8,53

M = 102,104 g

Ferro (SAE 1020):

M = V · D

M = 11,61 · 7,86

M = 91,254 g

Obtemos então seguinte tabela:

Material Volume_V(cm²) Massa_M(g)

Cobre 13,10 117, 376

Metal Amarelo (Latão 11,97 102,104

Ferro (SAE 1020) 11,61 91,254

Alumínio Grosso 11,23 30,337

Alumínio Fino 9,36 25,318

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7.Conclusão

A conclusão obtida a partir do desenvolvimento do experimento e dos cálculos feitos

e obtidos resultados e posteriormente de uma pesquisa necessária feita, para obtermos

informações dos coeficientes de condução de transferência de calor de cada metal utilizado

neste experimento foi a seguinte:

Por meio de pesquisa obtivemos o coeficiente de condutividade térmica dos

materiais utilizados:

Material Coeficiente de Condutividade Térmica

Coeficiente de Condutividade Térmica (W/mK)

Cobre 385,0

Alumínio Grosso 205,0

Alumínio Fino 205,0

Metal Amarelo (Latão 109,0

Ferro (SAE 1020) 80,2

Com base nesta pesquisa e a partir da obtenção destas informações sobre os

coeficientes de condutividade térmica destes materiais, podemos observar que:

A relação do fato de no experimento a ordem e o tempo em que a parafina derretia

nas extremidades dos radiais de cada metal; esse fato não ocorria por causa do material de

cada radial ou mesmo com o diâmetro de cada radial apresentado no experimento.

A conclusão final tomada é a seguinte, a tabela do coeficiente de condutividade

apresentada acima está disposta na mesma ordem da primeira tabela apresentada que por

sua vez esta organizada pela ordem em que houve o derretimento da parafina, esse fato não

é uma simples coincidência, pois a condução térmica depende nada mais do que o

coeficiente de condutividade térmica dos materiais utilizados neste experimento, dados que

podemos notar que o ferro (SAE 1020) tem o menor coeficiente de condutividade térmica e

foi o ultimo a derreter, com a penas uma observação a esta ultima afirmação, nós paramos

de cronometrar o derretimento da parafina no radial de ferro (SAE 1020) aos 41:00 minutos

(2460 segundos), portanto ele demoraria acima deste tempo para ocorrer a condução.

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8.Bibliografia

http://www.google.com.br/search?hl=pt-BR&client=firefox-a&rls=org.mozilla%3Apt-

BR%3Aofficial&channel=s&q=condutividade+termica+do+Ferro+1020&btnG=Pesquisar&aq=

o&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai=

http://www.if.usp.br/profis/experimentando/diurno/downloads/Tabela%20de%20Condutivi

dade%20Termica%20de%20Varias%20Substancias.pdf

http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e02695.html

http://pt.wikipedia.org/wiki/Condutividade_t%C3%A9rmica

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