Relatório do Laboratório de Física
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Introdução

Objetivos

Os objetivos deste experimento foram compreender a equivalência de energia elétrica e térmica, aprender técnicas de calorimetria e medir a energia elétrica e equivalente joule de energia elétrica.

Teoria

Joule equivalente de calor elétrico ou mecânico é a quantidade de energia elétrica contida em uma unidade de energia térmica. As duas formas de energia são medidas em joules (J). A energia térmica é medida em quilocalorias. Sir James Joule estudou energia elétrica e mecânica e descobriu que entre os dois há uma constante de proporcionalidade. Essa constante é o equivalente de Joule ao calor, denotado por J. Nesse experimento, o fator deveria ser determinado.

Poder é a taxa de trabalho. Energia elétrica refere-se à energia elétrica transferida por um circuito elétrico por unidade de tempo. Sua unidade SI é o watt (W). O trabalho ∆W necessário para mover uma carga elétrica ∆Q através de uma diferença de potencial V é dado por;

Para cálculos e fórmulas, verifique o pdf em anexo

Materiais e aparelhos

Isto incluiu: uma montagem com serpentina de aquecimento resistiva, bornes de conectores elétricos, agitador, isopor e copos de calorímetro de alumínio, calorímetro de parede dupla, baixa voltagem, alta voltagem, voltímetro, amperímetro, cabos elétricos, sensor de temperatura e dados Pasco 850 Universal Interface sistema de aquisição.

Procedimento

A interface universal Pasco 850 foi ativada e, a partir do menu Iniciar, o programa de software Capstone foi iniciado. O ícone de configuração de hardware foi clicado. Na janela de configuração de hardware, o botão Adicionar Sensor / Instrumento foi clicado para obter outro menu, após o qual os Sensores Analógicos do Workshop de Ciências foram selecionados. O sensor de temperatura e o aço inoxidável foram então escolhidos na lista Sensor / Instrument.

A taxa de amostragem foi então ajustada na paleta de controles, de modo a fazer uma leitura a cada dois segundos, definindo o ícone de ajuste da taxa de amostragem. O painel de configuração do hardware foi minimizado clicando no ícone de configuração do hardware. Sob o painel de exibição, os ícones Tabela e Gráfico foram clicados duas vezes para exibir a temperatura em uma tabela e gráfico como uma função do tempo. Depois disso, o resto dos dispositivos experimentais foram instalados, incluindo o calorímetro e a fonte de alimentação e o circuito. A massa da lata de inserção de alumínio foi registrada antes da adição de água e novamente após a adição de água. Então a corrente foi então ajustada até cerca de 1 amperebut não acima do interruptor de faca fechado. A chave foi então aberta para cancelar o fluxo de corrente antes que as medições fossem iniciadas. Valores de tensão e corrente foram então registrados em uma folha de dados.

O tempo para a gravação da temperatura foi então definido. Depois disso, a sonda e o aquecedor foram colocados em água enquanto o interruptor do circuito estava desligado. O botão de gravação foi atingido e o botão girou ao mesmo tempo, enquanto agitava continuamente.

Cálculos

Para cálculos, verifique o pdf em anexo

Trabalhos Citados

Glover, J. Duncan, Mulukutla S. Sarma e Thomas Overbye. Análise e Design de Sistemas de Potência, Versão SI. Cengage Learning, 2012. Hubert, C. et al. "Simulação de condução elétrica contínua e aquecimento Joule usando domínios DEM." Revista Internacional de Métodos Numéricos em Engenharia (2016).

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