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ATIVIDADE PRÁTICA – FÍSICA TERMODINÂMICA E ONDAS – DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE SÓLIDOS


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Descrição

Práticas no polo – Física Termodinâmicas e Ondas – AI – 2025
Elementos importantes prof. Cristiano Cruz


Pré-atividade

O aluno deve ler as instruções da atividade e assistir ao(s) vídeo(s) explicativo(s) antes de realizar o agendamento no polo e realização da atividade. Verifique na aula 7 do AVA todas as informações sobre a atividade prática.


Atividade 1

Nome do experimento
DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE SÓLIDOS


Por que fazer?
Objetivo
Determinar o calor específico de sólidos aplicando os princípios da calorimetria.


Introdução
Calor específico de uma substância é uma grandeza física que define a variação térmica, variação da temperatura desta substância ao receber determinada quantidade de calor. Pode ser chamado de capacidade térmica mássica, pois não depende da massa de substância e sim do material que é feito. O calor específico é um valor constante para cada substância em cada estado físico (sólido, líquido ou gasoso). Pode-se dizer que o calor específico caracteriza uma substância em determinado estado físico.
A unidade no Sistema Internacional de unidades é J/kg.K (Joule por Quilograma . Kelvin).
Outra unidade mais usual para o calor específico é cal/g.oC (Caloria por Grama . Grau Celsius).

É possível calcular o calor específico (c) de uma substância a partir da capacidade térmica (C) de um objeto composto por ela e da massa (m) desse corpo.
c=Cmc = \frac{C}{m}

Também é possível determinar o calor específico de uma substância a partir da quantidade de calor cedida (Q) a um corpo dessa substância, da variação da temperatura (ΔT) que ele sofre, e da massa desse corpo.
c=Qm⋅ΔTc = \frac{Q}{m \cdot \Delta T}

Ou ainda através da relação da troca de calor entre substâncias. Onde a somatória das trocas de calor deve ser igual a zero.
ΔQ=0\Delta Q = 0

Abaixo na tabela encontra-se algumas substâncias e seus respectivos valores de calor específico.

SubstânciaCalor Específico (cal/g.°C)
Água1,0
Alumínio0,22
Chumbo0,031
Gelo0,5
Prata0,056

Tabela 1 – Calor específico de algumas substâncias

Esta prática será desenvolvida baseada no princípio das trocas de calor. O calor será trocado entre a água, o corpo de prova e o calorímetro.


Aplicação do experimento

O calor específico dos sólidos tem uma relação direta e essencial com diversas áreas da engenharia, pois influencia o comportamento térmico dos materiais em diferentes aplicações. Aqui estão algumas das principais conexões:

Engenharia Mecânica e de Materiais

  • O calor específico afeta a capacidade térmica dos materiais, ou seja, a quantidade de calor necessária para alterar sua temperatura. Isso é essencial na seleção de materiais para motores, turbinas e sistemas de resfriamento.
  • Em processos de usinagem e soldagem, materiais com alto calor específico absorvem mais calor antes de atingir temperaturas críticas, influenciando a resistência térmica e o risco de deformação.

Engenharia Civil e Construção

  • Materiais de construção (concreto, tijolos, metais) com diferentes calores específicos afetam a eficiência térmica das edificações.
  • Estruturas precisam dissipar calor adequadamente para evitar dilatação térmica excessiva e rachaduras.
  • Em cidades, o calor específico influencia a formação de ilhas de calor urbano, impactando o conforto térmico e a eficiência energética de edificações.

Engenharia Elétrica e Eletrônica

  • Dissipação de calor em componentes eletrônicos depende do calor específico dos materiais usados em processadores, dissipadores de calor e placas de circuito impresso.
  • Na geração e transmissão de energia, materiais de cabos e transformadores devem suportar variações térmicas sem perda de eficiência.

Engenharia Aeroespacial e Automobilística

  • Materiais utilizados em aviões, foguetes e veículos devem resistir a variações extremas de temperatura, sendo o calor específico um critério essencial na escolha de ligas metálicas e compostos avançados.
  • Sistemas de resfriamento de motores e freios dependem do calor específico dos materiais para evitar superaquecimento.

Engenharia Química e de Processos

  • Processos industriais, como refinarias e siderúrgicas, exigem controle preciso da temperatura, sendo o calor específico fundamental para projetar trocadores de calor e reatores químicos.
  • O resfriamento e o aquecimento controlado de materiais garantem eficiência e segurança em diversas reações químicas.

Em resumo, o calor específico dos sólidos influencia desde o desempenho térmico de materiais até o projeto de sistemas de resfriamento e aquecimento, tornando-se um fator crucial na engenharia.


Referencial teórico

Física II – TERMODINÂMICA E ONDAS; Autor: Sears & Zemansky / Young & Freedman; 14ª edição. Pág 212.


Lista de recursos

Equipamentos utilizados

Componentes, materiais, consumíveis utilizadosDescriçãoImagem
Fonte Térmica
Copo de Béquer
Termômetro
Balança
Corpo de Prova em Alumínio
Calorímetro
Proveta Graduada

Número do equipamento no Laboratório Didático

  • 25 – Física Termodinâmica e Calorimetria
  • 16 – Balança digital

Instruções específicas sobre a atividade

Agendamento no polo
Para fazer o agendamento em seu polo entre em Avaliações e procure por:
Agendamento da atividade prática no polo e clique em agendar:
Quando clicar em agendar selecione as opções como mostrado na figura a seguir:
Selecionando a opção de Laboratório Didático, aparecerá a disponibilidade de horários:
Selecione o horário que deseja ir em seu polo fazer a atividade. Este horário ficará marcado em verde. Qualquer dúvida sobre o processo de agendamento, entre em contato com a tutoria da disciplina.

Para agilizar a realização dos experimentos é recomendado que no dia agendado o aluno se dirija ao polo já conhecendo informações prévias sobre o experimento que irá realizar, por isso, leve impresso o roteiro do experimento, anexos a aula 07 no AVA, para efetuar as anotações necessárias. Você deverá realizar o seguinte experimento:
DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE SÓLIDOS

Orientações:

  1. Veja anexo na aula 7 o Roteiro do Experimento. Nele descreve-se a montagem que deve ser feita e o passo a passo para realizar as medidas necessárias.
  2. Anote os resultados obtidos durante a realização do experimento e responda as questões propostas no próprio roteiro, preenchendo as tabelas dos roteiros, efetuando os cálculos necessários e plotando os gráficos. Os documentos e gráficos podem ser editados no Word ou Excel.
  3. Durante a realização do experimento da atividade prática registre por foto (selfie) manuseando os equipamentos e o equipamento montado.
  4. Posteriormente você deve redigir e apresentar um relatório científico, conforme modelo (veja anexo na aula 07), relacionando os resultados obtidos e apresentando as fotos, selfie e equipamento montado no polo.
  5. Neste relatório devem constar todos os gráficos solicitados no roteiro do experimento e as respostas para todas as perguntas do mesmo roteiro devem ser exploradas no texto do relatório. Os resultados devem ser salvos em formato pdf tudo no mesmo arquivo. Utilizar formato A4, fonte Arial 12 e identificação.
  6. Feito isto você deverá postar no AVA no link trabalhos até a data de entrega, um arquivo contendo o relatório científicos solicitado juntamente com o registro de imagens (fotos).

Leitura antecipada da teoria
Assista a Aula 4 – TERMODINÂMICA

Canal da tutoria
Qualquer dúvida não hesite em perguntar no canal da tutoria da disciplina no AVA.

Instruções sobre selfie, para comprovar que realizou o experimento no polo
Não esqueça de efetuar fotos do equipamento montado e selfie durante a realização do experimento, apresente essas imagens no relatório.

Aviso sobre plágio
Deve-se tomar muito cuidado com cópia de materiais na internet, mesmo que seja copiado parte do trabalho, essa ação caracteriza plágio. Cópia de trechos de materiais de terceiros, uma vez que, mesmo referenciado, a cópia sem citação correta (conforme ABNT) é considerada plágio.
Assista esse vídeo do professor Jean Carlo falando sobre plágio no link:
https://www.youtube.com/watch?v=Zl9SDiyQcAI&feature=youtu.be

Seguem também alguns links para esclarecimento sobre plágio e citações:
https://vod.grupouninter.com.br/especiais/2018/CMA/201801097-P63.mp4
https://www.normaseregras.com/normas-abnt/citacao-direta-indireta/
http://www.producao.ufrgs.br/arquivos/arquivos/PLAGIO_EsclarecimentoSobre.pdf

Referências Bibliográficas
Ao referenciar o material consultado para realizar a prática, apresente nas normas da ABNT.


Como fazer?

Tutorial escrito no AVA
Veja anexo a aula 7 da disciplina o roteiro de experimento, nele se descreve a montagem que deve ser feita e como realizar o experimento, destacando as medidas a serem feitas.

Vídeo com orientações, com link e QR-code
Tire suas dúvidas em relação a montagem do equipamento e como realizar as medidas no experimento assistindo ao vídeo, veja o QR-code.


Prazos

Orientação sobre a realização da atividade prática
Para facilitar a realização dos experimentos, antes de realizar o agendamento no polo, o aluno deve ler as instruções da atividade, assistir ao(s) vídeo(s) explicativo(s) e estudar a aula teórica 4 e aula prática 4.
No dia agendado o aluno deve se dirigir ao polo já conhecendo informações prévias sobre o experimento que irá realizar, deve levar impresso o roteiro do experimento (anexos a aula 07 no AVA), para efetuar as anotações necessárias.
Deve-se ter atenção aos prazos de entrega, lembrando que não basta apenas fazer o experimento, ainda será necessário escrever o relatório para entrega, portanto, a data de entrega no “link trabalho” é para postagem, o experimento no polo e a escrita do relatório precisam ser realizados antes.
O período de agendamento no polo é de 60 minutos, esse tempo é suficiente para realizar todas as montagens, coleta de dados, desmontagem e armazenamento do equipamento utilizado. Para escrita do relatório, o tempo estimado é de 90 a 120 minutos.


Forma de entrega

Formato
O relatório, fotos, imagens etc. devem ser salvos em um único arquivo formato extensão .pdf. Utilizar folha formato A4 e fonte Arial 12.

Gráficos
Utilizar o modelo que apresenta as informações da forma mais clara e efetiva. Para relacionar duas grandezas utilize o modelo XY dispersão. É necessário numerar e nomear cada um dos gráficos.

Template
Formatação – Artigo científico.

Tabelas
Pode-se utilizar qualquer formatação, não esqueça de numerar e nomear cada uma delas.

Imagem-foto realizando o experimento
No momento que montar o equipamento no polo tire fotos do equipamento montado, selfie com o equipamento no plano de fundo e fotos manuseando o equipamento. As imagens devem ser apresentadas no relatório.


Forma de avaliação

Valor (peso) das partes do experimento relatados no relatório
A nota da atividade prática será atribuída de acordo com o relatório entregue, distribuída da seguinte forma:

  • Formatação como proposto no modelo de relatório, com fontes devidamente referenciadas conforme ABNT (valor 1,0)
  • Cabeçalho (valor 1,0) – Apresente o nome do autor, RU, endereço do polo de apoio e e-mail do autor.
  • Resumo (valor 1,0) – procure descrever em poucas palavras como o experimento foi realizado e quais os resultados obtidos, não esqueça das palavras-chave.
  • Introdução (valor 1,5) – apresente a teoria envolvida e os objetivos do experimento.
  • Procedimento experimental (valor 1,5) – descreva com detalhes como fez cada etapa do experimento, apresente as imagens do equipamento montado no polo e a selfie.
  • Análise e resultados (valor 1,5) – não apresente como questionário, utilize as perguntas e respostas do questionário dirigido para compor um texto único. Nessa etapa apresente as tabelas, gráficos e análise dos resultados obtidos.
  • Conclusão (valor 1,5) – faça o fechamento indicando se os objetivos do experimento foram atingidos. Comparando o resultado obtido com o resultado esperado.
  • Referências bibliográficas (valor 1,0) – apresente nas normas da ABNT o material consultado.

A falta das imagens comprovando a presença no polo acarretará perda de 40% da nota.
Deve-se tomar muito cuidado com cópia de materiais na internet, mesmo que seja copiado parte do trabalho, essa ação caracteriza plágio. Quando identificado será atribuído nota zero.


Relatório

  1. Cabeçalho – Nome (título) da prática, Identificação do aluno e do polo
    • Título, Nome, RU, e-mail e endereço do polo
  2. Resumo – Como o experimento foi feito e resultados
    • Procure descrever em poucas palavras como o experimento foi realizado e quais os resultados obtidos
  3. Introdução – Referencial teórico e objetivos
    • Apresente a teoria envolvida e os objetivos do experimento.
  4. Procedimento experimental – Metodologia
    • Descreva com detalhes como fez cada etapa do experimento, apresente as imagens do equipamento montado no polo e a selfie.
  5. Análise e resultados – Resultados e Discussão dos resultados
    • Apresente as tabelas e gráficos. Faça a análise dos resultados obtidos no experimento.
  6. Conclusão – Fechamento com avaliação do experimento
    • Faça o fechamento indicando se os objetivos do experimento foram atingidos.
  7. Referências bibliográficas – Referências teóricas de pesquisa
    • Consulte as normas da ABNT para apresentar o material consultado.

      Template – Formatação

      1. Modelo Artigo Científico

        • O artigo científico apresenta uma estrutura mais direta e enxuta em relação a outros trabalhos acadêmicos, como uma monografia, por exemplo. Ao escrever um artigo, você não precisa incluir capa, folha de rosto, sumário e outros elementos pré-textuais que são exigidos em um TCC.
      2. Formatação

        • Folha: Formato A4, fonte Arial 12.
        • Cabeçalho, Resumo e Palavras-chave: Página com única coluna e texto centralizado.
        • Introdução, Procedimento Experimental, Análise e Resultados, Conclusão e Referências Bibliográficas: Página em duas colunas e texto justificado.
      3. Gráficos

        • Edite no Word ou Excel.
        • Enumere e nomeie cada gráfico.
      4. Tabelas

        • Formatação livre.
        • Enumere e nomeie cada tabela.
      5. Fotos e Imagens

        • Cole como figura no relatório.
        • Enumere e nomeie cada figura e imagem.
        • Imagens de terceiros devem ser referenciadas.