Descrição
Características principais:
- 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.
- Conectividade moderna:
- Compatível com Bluetooth® para conexão sem fio.
- Conexão via USB para dispositivos que preferem ou requerem cabos.
- Design robusto:
- Sonda de aço inoxidável, resistente à corrosão e ideal para uso em líquidos, solos e amostras sólidas.
- Compacto e fácil de manusear.
- 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.
- Recursos educacionais:
- Ampliamente utilizado em experimentos educacionais para monitorar mudanças de temperatura em reações químicas, transferências de calor, estudos ambientais, entre outros.
- Faixa de temperatura:
- Típica de -40 °C a 125 °C, cobrindo uma ampla gama de aplicações experimentais.
Aplicações comuns:
- Reações Endotérmicas e Exotérmicas: Investigue como as reações químicas absorvem ou liberam calor, monitorizando as variações de temperatura durante as reações.
- Congelamento e Fusão da Água: Estude os pontos de congelamento e fusão da água, observando as mudanças de temperatura durante esses processos.
- Conteúdo Energético dos Alimentos: Meça a energia liberada durante a combustão de alimentos, monitorizando as alterações de temperatura.
- Absorção de Energia Radiante: Examine como diferentes materiais absorvem energia radiante, observando as mudanças de temperatura resultantes.
- 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
- Ligar o sensor GDX-TMP ao computador ou tablet via USB ou Bluetooth.
- Abrir o software Graphical Analysis® e iniciar uma nova experiência de recolha de dados.
- Encher o béquer com cerca de 200 mL de água destilada.
- Inserir o sensor na água, garantindo que o termistor fica totalmente submerso, sem tocar no fundo do béquer.
- Posicionar o béquer na placa aquecedora.
Parte B – Aquecimento e Registo de Dados
- Iniciar a recolha de dados no software.
- Ligar a placa aquecedora em potência média.
- Registar a temperatura da água a cada 30 segundos até atingir a ebulição (cerca de 100°C).
- Durante o aquecimento, anotar o tempo e a temperatura a cada intervalo.
- Observar a estabilização da temperatura durante a ebulição.
- Após o ponto de ebulição, desligar a placa aquecedora.
Parte C – Arrefecimento e Registo de Dados
- Continuar a recolha de dados enquanto a água arrefece à temperatura ambiente.
- Registar a temperatura a cada 30 segundos até a água atingir a temperatura ambiente ou estabilizar.
- Parar a recolha de dados e guardar o ficheiro.
6. Registo de Dados (Exemplo)
Tempo (min) | Temperatura (°C) |
---|---|
0:00 | 22 |
0:30 | 25 |
1:00 | 33 |
... | ... |
10:00 | 100 |
10:30 | 100 |
11:00 | 95 |
... | ... |
20:00 | 25 |
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
- Qual a relação entre temperatura e energia interna da água durante o aquecimento?
- Por que motivo a temperatura não aumenta durante a ebulição?
- Que fatores podem afetar a precisão da medição da temperatura?
- 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.
Partilhar
|