3B Scientific Heat Equivalent Apparatus - Manual (Page 21)

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Manual de instruções
3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS
U10365 Aparelho para o equivalente térmico
U10366 Cilindro de cobre
®
9/04 MH
1 Suporte com tabela de conversão:
resistência
→
temperatura
2 Contador
3 Cilindro de cobre (U10366)
4 Elemento aquecedor elétrico
5 Manivela
6 Pinça de fixação
7 Tornillo moleteado
8 Corda com contrapeso (não visível)
9 Cilindro de alumínio
bl Sensor térmico
bm Cabo adaptador
bn Balde, 5 (não visível)
1
3 4
5 6 8 9 7 bl bm
2
Fig.1: componentes
Com o aparelho para o equivalente térmico pode-se
transformar trabalho mecânico (Nm) e energia elétri-
ca (Ws) em calor ( J). A análise mostra a equivalência
das três formas de energia.
1. Indicações de segurança
•
Perigo de ferimento! O peso (aprox. 5 kg) que se
encontra preso na corda
8 pode ferir alguém se
cair. Ele deve estar apoiado no chão na hora de
fixa-lo, e durante as experiências ele nunca deve
ser levantado a mais de uns 10 cm do chão.
•
Perigo de queimaduras! Durante as experiências,
o cilindro de atrito (
3 ou 9 ) é aquecido. Deve-se
prestar atenção para que a temperatura não ultra-
passe os 40 °C. A corrente máxima admitida no ele-
mento aquecedor é de 3 A e não deve ser ultrapas-
sada
•
Perigo de choque elétrico! A tensão de saída máxi-
ma do aparelho de alimentação elétrica utilizado
no aquecimento elétrico não deve passar dos 40 V.
2. Descrição, dados técnicos
Com o aparelho de equivalente térmico pode-se de-
monstrar a equivalência entre trabalho mecânico de
atrito (Nm), energia elétrica (Ws) e calor (J). Os valores
obtidos em Nm ou em Ws coincidem até aprox. 2%. Se
esta equivalência é tomado preceito, então pode-se
determinar a capacidade térmica do alumínio ou do
cobre.
Graças a construção robusta com um contador de ro-
tações integrado e um eixo de duplo rolamento, as
experiências são tão simples quanto possível de serem
realizadas. Para a medição da temperatura, é utiliza-
da uma resistência com coeficiente térmico negativo
(NTC), o qual está seguro dentro de uma cápsula de
alumínio. A cápsula de alumínio prende no cilindro
de atrito, pelo qual ela não pode escorregar
involuntariamente.
Dados técnicos dos cilindros de atrito (dados aproxi-
mativos):
Diâmetro D:
48 mm
Altura: 50 mm
Cilindro de alumínio: massa m
A
= 250 g,
capacidade térmica específica
c
A
= 0,86 kJ/kg K,
Cilindro de cobre: m
K
= 750 g, c
K
= 0,41 kJ/kg K
Conexão elétrica: tomadas com diâmetro de
2 mm, pólo positivo “+”
isolado, pólo negativo “–” na
massa, troca de pólos não leva
à destruição.
3. Utilização e manutenção
•
O aparelho para o equivalente térmico é fixado à
mesa de trabalho com uma pinça de fixação. De-
pois, enrola-se a corda de 4,5 a 5,5 vezes no cilin-