EXPERIÊNCIA DE JOULE



Joule realizou a experiência que permitiu verificar a relação entre o calor e o trabalho mecânico. Você pode saber como com Um Pouco de História.

Vamos fazer uma simulação do experimento de Joule que permite verificar a quantidade de energia que é necessária transformar em calor para elevar a temperatura de uma certa quantidade de água.

No quadro da simulação há um recipiente com uma massa m de água, um termômetro que permite a leitura da temperatura na escala Celsius, um bloco de massa M e uma régua que permite medir a altura h de onde o bloco cai. O bloco está preso a um fio que passa por roldanas e está ligado a um sistema de pás, que se movem conforme o bloco cai.

Siga o seguinte roteiro:

  • selecione a massa do bloco no botão "Pesa que cuelga", escolha 50kg;
  • selecione a massa de água no botão "Masa de agua", escolha 0,1kg;
  • verifique o valor da temperatura inicial (Ti), que é estipulada pelo programa em 20oC;
  • para iniciar, clique no botão "Empieza";
  • para parar o movimento do bloco a certa de altura, clique no botão "Pausa" e em seguida clique, várias vezes, no botão "Paso" para acertar a altura em cada passo;
  • verifique que, conforme o bloco se movimenta, as pás giram e há um aumento na temperatura da água;
  • pare o bloco a 1m (100cm) de altura e anote o valor da temperatura correspondente (Tf);
  • verifique quanto variou a temperatura do bloco (T=Tf - Ti);
  • considerando a aceleração da gravidade (g) igual a 10 m/s2, calcule utilizando o "cálculo de Joule", o calor específico (c) da água. Você irá encontrar o calor específico em J/kg.oC.
  • Sabendo que o calor específico da água é, por definição, 1cal/g.oC, podemos achar a relação entre caloria e joule, assim como fez James Joule.
    Mas, para isso, não esqueça que 1kg = 1000g!




    (Java applets): author: Angel Franco Garcia - Universidad del Pais Vasco (Spain)
    Para mais informações visite o site original: (http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/joule/joule.htm) .



    Para observar que no experimento há transformação de trabalho mecânico em calor, explore a animação em outras situações, ou seja, dê outros valores para a massa do bloco, para a massa de água e para a altura.