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A Figura 1 representa parte de uma montagem utilizada na determinação experimental da capacidade térmica mássica do cobre. Nessa montagem, o sensor de temperatura estava ligado a um sistema de aquisição de dados, e a resistência de aquecimento estava inserida num circuito elétrico.
Na experiência realizada, utilizou-se um bloco calorimétrico de cobre de massa $1,264 \mathrm{~kg}$. Além das grandezas elétricas, mediu-se a temperatura do bloco, ao longo do processo de aquecimento.
Com os valores obtidos, foi possível traçar o gráfico da temperatura, $t$, do bloco de cobre em função da energia, $E$, que the foi fornecida, cujo esboço se representa na Figura 2. Determinou-se, seguidamente, a equação da reta que melhor se ajustava ao conjunto de pontos desse gráfico:
$$t=1,91 \times 10^{-3} E+22,1$$
Determine o erro percentual (erro relativo, em percentagem) da capacidade térmica mássica do cobre obtida nesta experiência, tomando como referência o valor tabelado $385 \mathrm{~J} \mathrm{~kg}^{-1}{ }^{\circ} \mathrm{C}^{-1}$.
Apresente todas as etapas de resolução.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
Recorrendo à fórmula do calor específico tem-se:$$E=mc\Delta t\Leftrightarrow E=mc(t_{f}-t_{0})\Leftrightarrow t_{f}-t_{0}=\frac{E}{mc}\Leftrightarrow t_{f}=\frac{1}{mc}\times E+t_{0}$$Comparando esta expressão com a reta de ajuste do enunciado tem-se:$$\frac{1}{mc}=1,91\times10^{-3}\Leftrightarrow\frac{1}{1,264~c_{\text{exp.}}}=1,91\times10^{-3}\Leftrightarrow c_{\text{exp.}}\approx414~\mathrm{J~Kg^{-1}~^\circ C^{-1}}$$Comparando o valor da capacidade térmica mássica do cobre obtida e comparando-o com o valor tabelado é possível determinar o erro percentual desta medição.$$Er(\%)=\mathrm{\frac{|c_{exp.}-c_{tab.}|}{c_{tab.}}}\times100\Leftrightarrow Er(\%)=\frac{|414-385|}{385}\times100\Leftrightarrow Er(\%)\approx7,53\%$$
Fonte: Mestre Panda
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