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Descrição

Características principais:

  1. Medição precisa:
    • Capaz de medir temperaturas em uma ampla faixa, adequado para experiências em química, física, biologia e ciências ambientais.
    • Fornece alta resolução e precisão, ideal para análises detalhadas.
  2. Conectividade moderna:
    • Compatível com Bluetooth® para conexão sem fio.
    • Conexão via USB para dispositivos que preferem ou requerem cabos.
  3. Design robusto:
    • Sonda de aço inoxidável, resistente à corrosão e ideal para uso em líquidos, solos e amostras sólidas.
    • Compacto e fácil de manusear.
  4. Software integrado:
    • Funciona com o aplicativo Vernier Graphical Analysis™, permitindo a coleta e análise de dados em tempo real.
    • Suporta plataformas Windows, macOS, iOS, Android e ChromeOS.
  5. Recursos educacionais:
    • Ampliamente utilizado em experimentos educacionais para monitorar mudanças de temperatura em reações químicas, transferências de calor, estudos ambientais, entre outros.
  6. Faixa de temperatura:
    • Típica de -40 °C a 125 °C, cobrindo uma ampla gama de aplicações experimentais.


Aplicações comuns:
  1. Reações Endotérmicas e Exotérmicas: Investigue como as reações químicas absorvem ou liberam calor, monitorizando as variações de temperatura durante as reações.
  2. Congelamento e Fusão da Água: Estude os pontos de congelamento e fusão da água, observando as mudanças de temperatura durante esses processos.
  3. Conteúdo Energético dos Alimentos: Meça a energia liberada durante a combustão de alimentos, monitorizando as alterações de temperatura.
  4. Absorção de Energia Radiante: Examine como diferentes materiais absorvem energia radiante, observando as mudanças de temperatura resultantes.
  5. Monitorização de Condições Ambientais: Utilize o sensor para monitorizar a temperatura ambiente em diversas condições, como variações sazonais ou mudanças climáticas.

Guião Técnico Detalhado

1. Título da Atividade

Estudo da Variação da Temperatura em Processos de Aquecimento e Arrefecimento da Água


2. Objetivos

  • Utilizar o sensor GDX-TMP para medir temperatura com precisão.
  • Observar e registar a variação da temperatura da água durante o aquecimento até à ebulição.
  • Identificar o ponto de ebulição da água.
  • Analisar o comportamento térmico durante o arrefecimento da água.
  • Interpretar graficamente os dados recolhidos.
  • Comparar resultados experimentais com valores teóricos.

3. Materiais

  • Sensor Go Direct® Temperature Sensor (GDX-TMP)
  • Computador ou tablet com o software Graphical Analysis®
  • Béquer (capacidade 250 mL)
  • Água destilada
  • Fonte de calor (placa aquecedora ou banho-maria)
  • Termómetro analógico ou digital (para controlo e comparação)
  • Cronómetro ou relógio
  • Suporte para o sensor
  • Luvas térmicas e óculos de proteção
  • Caderno de registo

4. Fundamento Teórico

O sensor GDX-TMP utiliza um termistor, cuja resistência varia com a temperatura, convertendo essas variações em sinais elétricos interpretados pelo software em unidades de temperatura (°C). A temperatura é uma variável fundamental que influencia a energia interna das substâncias e o estado físico das mesmas.

Durante o aquecimento, a água absorve energia até atingir o ponto de ebulição (100°C ao nível do mar), onde ocorre a mudança de estado líquido para vapor a pressão atmosférica normal.


5. Procedimento Experimental

Parte A – Preparação do Sistema

  1. Ligar o sensor GDX-TMP ao computador ou tablet via USB ou Bluetooth.
  2. Abrir o software Graphical Analysis® e iniciar uma nova experiência de recolha de dados.
  3. Encher o béquer com cerca de 200 mL de água destilada.
  4. Inserir o sensor na água, garantindo que o termistor fica totalmente submerso, sem tocar no fundo do béquer.
  5. Posicionar o béquer na placa aquecedora.

Parte B – Aquecimento e Registo de Dados

  1. Iniciar a recolha de dados no software.
  2. Ligar a placa aquecedora em potência média.
  3. Registar a temperatura da água a cada 30 segundos até atingir a ebulição (cerca de 100°C).
  4. Durante o aquecimento, anotar o tempo e a temperatura a cada intervalo.
  5. Observar a estabilização da temperatura durante a ebulição.
  6. Após o ponto de ebulição, desligar a placa aquecedora.

Parte C – Arrefecimento e Registo de Dados

  1. Continuar a recolha de dados enquanto a água arrefece à temperatura ambiente.
  2. Registar a temperatura a cada 30 segundos até a água atingir a temperatura ambiente ou estabilizar.
  3. Parar a recolha de dados e guardar o ficheiro.

6. Registo de Dados (Exemplo)

Tempo (min)Temperatura (°C)
0:0022
0:3025
1:0033
......
10:00100
10:30100
11:0095
......
20:0025


7. Análise dos Resultados

  • Construir o gráfico Temperatura (°C) vs Tempo (minutos) utilizando o software ou manualmente.
  • Identificar as fases de aquecimento, ebulição (temperatura constante) e arrefecimento.
  • Comentar a variação gradual da temperatura e a estabilização na ebulição.
  • Comparar o ponto de ebulição experimental com o valor teórico (100 °C ao nível do mar).
  • Discutir causas de possíveis discrepâncias (altitude, precisão do sensor, perdas de calor, etc.).
  • Explicar por que a temperatura permanece constante durante a ebulição, apesar da continuidade do fornecimento de calor (mudança de fase).

8. Questões para Reflexão

  1. Qual a relação entre temperatura e energia interna da água durante o aquecimento?
  2. Por que motivo a temperatura não aumenta durante a ebulição?
  3. Que fatores podem afetar a precisão da medição da temperatura?
  4. Como poderia este sensor ser usado para estudar outros processos físicos ou químicos?

9. Segurança

  • Manusear a placa aquecedora com cuidado para evitar queimaduras.
  • Utilizar luvas térmicas ao manusear o béquer com água quente.
  • Usar óculos de proteção para evitar acidentes com respingos.
  • Manter a área de trabalho organizada e evitar contacto com água perto do equipamento elétrico.

10. Possíveis Extensões

  • Estudo da fusão e congelação de água ou outros líquidos.
  • Medição da temperatura em reações exotérmicas e endotérmicas.
  • Investigação da variação de temperatura em soluções salinas ou ácidas.
  • Análise do comportamento térmico em sistemas biológicos ou ambientais.
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Temperatura - Go Direct®

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