Realização de experiências de calor

transferência de calor do aquecedor para objetos mais frios tem sido estudado extensivamente por cientistas e engenheiros, pois afeta campos tão diversos como construção e medicina. A transferência de calor ocorre em três formas principais: condução, convecção e radiação. Mais do que um destes pode ocorrer simultaneamente. Para nossos experimentos, vamos nos concentrar em transferência de calor por condução e irá ignorar outros métodos que também podem ocorrer.

noções básicas de condução de calor

Na condução de calor a partir do objecto mais quente toca um refrigerador directamente. Isto faz com que os átomos no mais frio vibrar objecto de modo a que colidem com outros átomos próximas e electrões livres. Estas vibrações são transmitidas em todos os lugares, o que torna quente. Os metais são mais elétrons livres isoladores, por isso são muito bons condutores de calor e eletricidade. Esta é a razão pela qual o punho do ferro em uma panela é aquecido mais rapidamente e retém o calor melhor do que um cabo de madeira ou de plástico. Objetos que não conduz calor ou eletricidade são chamados isoladores.

estratégia

Nem todos os metais conduzir da mesma forma, assim como alguns não-metais são melhores isolantes do que outros. Para experiências de transferência de calor, uma abordagem comum consiste em tirar vantagem destas propriedades diferentes comparando vários condutores e isoladores juntos. Uma maneira é para derreter uma substância em si. A comparação é então realizada por registo do tempo que leva a fundir a substância ou usando um termómetro para comparar as temperaturas de fusão. Tanto o tempo e temperatura podem ser medidos simultaneamente. Em alternativa, pode dar-se qualquer material e medir as temperaturas de fusão elementos de aquecimento directo.

materiais

Derreter materiais podem compreender algo tão simples como velas ou cera de parafina. O elemento de aquecimento pode ser a água quente, velas, um queimador de fogão ou uma placa quente. No momento, um cronômetro, relógio digital ou um telefone celular vai servir. O termômetro pode ser um básico comprado em uma farmácia.

Podem ser feitas comparações com artigos tais como madeira, plástico, e prata, dependendo do elemento de aquecimento escolhido. Por exemplo, uma colher de plástico pode ser aquecido com segurança na água, mas não deve ocorrer sobre uma chama aberta. Para uniformidade, o material ideal seria aquecer hastes de iguais dimensões que podem ser comprados on-line ou em uma loja de hardware. Exemplos de barras adequados seria de vidro, plástico, madeira, ferro, aço, cobre, bronze ou.

experimentos

A medição directa pode ser feito colocando uma fita adesiva termómetro ou isolante do condutor e, em seguida, a imersão do objecto parcialmente em água quente. A fita é recomendado o uso de máscara elétrica ou ou algo similar. A cada poucos segundos, registrar a temperatura e tempo. Faça um gráfico da temperatura em função do tempo para cada item e usa os resultados para fazer uma comparação visual da velocidade com que cada um deles ficou quente.

Outra expericia pode ser efectuada por fusão da cera ou parafina sobre o material de interesse e, em seguida, aquecida. Regista o tempo e / ou a temperatura necessária para fundir a cera. Em vez de fusão do material cera, que pode ser directamente ligado ao condutor ou isolante. Por exemplo, uma bola colocada parafina por uma haste e depois aquecê-lo. Mais uma vez, regista os parâmetros tais como a temperatura e o tempo que leva a fundir a cera.

aviso

Sempre se proteger usando potholders ou algo semelhante, porque os materiais são aquecidos. Tenha o cuidado de observar as precauções de segurança adequadas em torno de chamas ou água quente.