Número 1

Departamento de Física e Química – Curso de Física
Laboratório de Calor e Termodinâmica
PRÁTICA NO 1 – MEDIDA DO PONTO FIXO DE FUSÃO E EBULIÇÃO DA ÁGUA
Unidade 1: Temperatura
1 - Introdução:
O conceito de temperatura está associado a uma propriedade comum de sistemas em equilíbrio
térmico. A sensação subjetiva de temperatura não fornece um método confiável de aferição. Assim,
num dia frio, ao tocarmos num objeto metálico, temos a sensação de que este está a temperatura mais
baixa do que um objeto de madeira, embora ambos se encontrem à mesma temperatura: a razão é que,
por condução, o objeto metálico remove mais rapidamente calor da ponta de nossos dedos. Para definir
de forma objetiva o conceito de temperatura devemos examinar as propriedades de um sistema
considerando a Lei Zero da Termodinâmica:
“Dois sistemas em equilíbrio térmico com um terceiro, estão em
equilíbrio térmico entre si”.
2- Procedimento Experimental
Materiais:
 gelo picado
 termômetro
 Becker
 suporte com garra
 kitasato
 água
 aquecedor
No nível de mar, quando a pressão atmosférica ambiente é 760 mmHg, a temperatura de fusão do gelo
corresponde a 0ºC e a temperatura de ebulição de água corresponde a 100ºC na escala Celsius.
A experiência será destinada a medida da temperatura de ebulição da água e da temperatura de fusão
do gelo para pressão atmosférica em Belo Horizonte, que está a uma altura do nível de mar de
aproximadamente 800 m. Como resultado desta altitude, a pressão atmosférica P é menor. Uma
fórmula empírica (resultado de medidas experimentais) que fornece a temperatura de ebulição de água
em função da pressão é:
Te  100 
P  760
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(1)
a) Verificação do ponto fixo de fusão:
Coloque gelo picado no becker, fixando o termômetro (mergulhado no gelo) na posição vertical com o
auxílio de um suporte com garra. Quando a altura da coluna estabilizar, leia o valor indicado para o
ponto de solidificação do gelo (Ts). Verifique que a temperatura de fusão em Belo Horizonte é
aproximadamente 0ºC. O que você pode concluir desta medida, considerando que Belo Horizonte está
a 800 m de altitude?
b) Verificação do ponto fixo de ebulição:
O kitasato já contém água na quantidade suficiente para a experiência. Introduza o termômetro na rolha
perfurada do aparelho e coloque o mesmo no fogareiro. Quando a água entrar em ebulição e a altura da
coluna de mercúrio estabilizar, leia o valor indicado para a temperatura de vapor da água (T v)
c) Medida da Pressão Atmosférica Local:
Utilize o barômetro de mercúrio para medir a pressão atmosférica local, compare o valor obtido com o
calculado teoricamente pela expressão (3). Calcule a temperatura de ebulição da água, usando a
expressão (1) e compare este resultado com o valor obtido experimentalmente.
Comentário:
Considerando que a taxa de variação da pressão atmosférica com a altitude é dada pela expressão:
Podemos determinar a pressão atmosférica em qualquer ponto de altitude y, mediante a expressão:
dp
  g
dy
(2)
P  P0 e  agy
(3)
Onde a representa a constante 1,198 x 10-5 s2/m2 medida no nível do mar, g (9,8 m/s2) a aceleração da
gravidade, P0 (1,00 atm) a pressão atmosférica padrão e y (800m) a altitude considerada para Belo
Horizonte.
Referências Bibliográficas:
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; KRANE, K.S. Física. Rio de Janeiro: LTC, 1996, v.2.
HEWITT, P.G. Física conceitual. Reading: Addison-Wesley, 1998.
SEARS, F.W.; ZEMANSKY, M.W. Física. Brasília: Universidade de Brasília, 1973, v.2.