ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCOFACULDADE DE ENGENHARIA DE RESENDE

CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO AUTOMOTIVA

TEMPERATURA DE SOLIDIFICAÇÃOEXPERIMENTO Nº 02

ANNELISIE CRISTINE ESPERANÇA PEDROZO 21175101

CLYNTON LUCAS FORTINI VELASCO 21175167HALISON CRISPIM RODRIGUES FRANCO 21175115MARIA LUIZA ASSUMPÇÃO PENA 21175105OSCAR LEAL DA SILVA JÚNIOR 21175091RENAN TEODORO DOS SANTOS SILVA 21175027

1º ANO/ TURMA C04 DE JUNHO DE 2011

ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCOFACULDADE DE ENGENHARIA DE RESENDE

CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO AUTOMOTIVA

TEMPERATURA DE SOLIDIFICAÇÃOEXPERIMENTO Nº 02

Relatório do experimento do Laboratório de Química entregue à professora Sônia como requisito parcial da nota do 2º Bimestre de Química, cadeira de Engenharia de Produção Automotiva.

RESENDEEXPERIMENTO REALIZADO EM 04/06/2011

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO..................................................................................................................32. OBJETIVO.........................................................................................................................53. MATERIAL UTILIZADO...................................................................................................64. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL.............................................................................75. ANÁLISE DOS RESULTADOS......................................................................................86. CONCLUSÃO..................................................................................................................147. REPOSTAS DO QUESTIONÁRIO...............................................................................158. BIBLIOGRAFIA...............................................................................................................18

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1. INTRODUÇÃO

Solidificação

Quando se fala de solidificação, trata-se da mutação de um corpo que esfriando diminue a capacidade de repulsão

intermolecular chegando próximo ao ponto das força de atração, O processo inverso designa-se como fusão. sendo assim, ao passo que o estado físico do liquido cede calor, diminui a temperatura, fazendo com que suas moléculas se atraiam ao ponto de solidez.

A solidificação processa-se, em geral, por precipitação, através da formação de "germes de nucleação" em fase sólida no seio da substância no estado líquido que, depois, vão crescendo agregando partículas do líquido.

A solidificação é a transformação física   exotérmica  de uma substância que, após perder calor, as forças repulsivas intermoleculares do estado sólido diminuem até se tornarem próximas às forças atrativas, ou seja, o grau de movimentação das partículas diminui até que o poço de potencial perca energia e atinja um raio médio que não permita o escoamento de partículas.

É quando aparecem os “germes de nucleação”, que são como pequenos cristais em torno dos quais as partículas irão se agregar, compactando-as de certa forma, a partir daí, caso se trate de um cristal de substância pura ou de uma mistura eutética   (ebulição variável), a temperatura se manterá constante e apenas haverá formação do estado sólido gradativamente, em outras palavras, a energia extraída nesse estágio será integralmente destinada a aumentar a energia potencial e não mais a diminuir a energia cinética. Observando o diagrama genérico de solidificação:

4

Já nas outras misturas, a energia se distribui entre aumentar a energia potencial e diminuir a energia cinética. Observando o diagrama genérico de solidificação:

5

Para que a solidificação ocorra, a energia extraída do sistema deve ser suficientemente grande para suprir uma variação positiva da energia potencial e, no caso daqueles sem fusão constante, uma variação negativa da energia cinética das moléculas capaz de fortalecer a atração eletrostática de umas sobre as outras, permitindo um raio médio pequeno frente às dimensões das partículas, dentro de certos limites, o qual corresponde à propriedade da solidez, sem que as partículas saiam de suas posições relativas umas às outras.

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2. OBJETIVOEste experimento teve como objetivo a análise prática da temperatura de

solidificação e comparar os resultados obtidos com os valores obtidos através da teoria.

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3. MATERIAL UTILIZADO

Becker

Tubo de ensaio

Termômetro

Cronômetro

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4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Foi realizada a medição da temperatura de solidificação da água pura e da mistura água e sal.

Inicialmente foi colocada no Becker, alternadamente, uma camada de gelo picado e uma camada de sal até encher o recipiente. Em seguida, foi colocado em um tubo de ensaio água pura e no outro a mistura de água e sal. Esses tubos foram colocados dentro do Becker, porém antes de ser colocado no Becker, foi realizada a primeira medição da temperatura, para que fosse obtida a temperatura ambiente da água pura e da mistura água e sal.

Os tubos de ensaio foram colocados no Becker e a cada trinta segundos foi realizada a medição da temperatura.

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5. ANÁLISE DOS RESULTADOS

Substância pura – H2O

Tempo (s) Temperatura (°C)0 23

30 2060 1890 17

120 15150 15180 15210 14240 13,5270 13300 12330 10360 7,5390 6,5420 4450 3,5480 2510 2540 2570 2600 2630 1660 1690 1720 0,5750 0,5780 0,5810 0840 -0,5870 -0,5900 -1930 -1960 -2990 -11020 -0,51050 01080 0

10

1110 01140 01170 01200 01230 0,51260 11290 11320 11350 11380 11410 11440 11470 11500 11530 11560 11590 11620 11650 11680 11710 11740 11770 11800 11830 11860 11890 11920 11950 11980 12010 12040 12070 1

11

0120

240360

480600

720840

9601080

12001320

14401560

16801800

19202040

-5

0

5

10

15

20

25

Temperatura x Tempo

12

Mistura – NaCl

Tempo (s) Temperatura (°C)0 1530 1460 1290 11

120 9150 8180 7210 6240 5270 5300 4330 4360 3390 2420 0450 0480 -1510 -1540 -2570 -3600 -3630 -3660 -3690 -4720 -7750 -7780 -7810 -7840 -7870 -7900 -8930 -9960 -9990 -10

1020 -101050 -101080 -101110 -101140 -10

13

1170 -101200 -101230 -101260 -101290 -101320 -101350 -101380 -101410 -101440 -101470 -101500 -101530 -101560 -101590 -101620 -101650 -101680 -91710 -91740 -91770 -91800 -91830 -91860 -91890 -91920 -91950 -91980 -92010 -92040 -92070 -9

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0 90180

270360

450540

630720

810900

9901080

11701260

13501440

15301620

17101800

18901980

2070

-10

-5

0

5

10

15

Temperatura x Tempo

Temperatura x Tempo

15

6. CONCLUSÃO

Segundo o experimento concluiu-se que o ponto de solidificação da água, que é uma substância pura é mesmo 0°, ou seja, a temperatura em que a substancia passa do estado liquido para estado sólido. Concluiu-se também que quando a substância atinge seu ponto de solidificação sua temperatura se mantém constante por um instante para logo após mude de estado novamente no caso do experimento regredir para o estado líquido. Notou-se no experimento que o tempo em que a substancia manteve-se constante houve uma oscilação entre 0° e 0,5° que segundo estudos é uma reação normal fazendo com que a substância analisada fosse denominada substância pura, pois essa é uma característica das substâncias puras.

Concluiu-se também que o ponto de solidificação da outra substância analisada (H2O + NaCL),que é uma mistura,foi uma variação entre -7 e -10 °C, diferentemente da primeira que é uma substancia pura a mistura não mantém sua temperatura constante no ponto de solidificação, ela varia ate que mude de estado físico novamente. Guardadas as devidas proporções de temperatura ambiente houve certa demora para que a primeira substância regredisse para o estado liquido novamente, houve também alguns pequenos erros humanos no experimento, pois em alguns instantes a analise da temperatura foi atrapalhada pela dificuldade de enxergar o termômetro devido ao embace do material usado, no caso o Becker. Porém esse pequeno erro não contribuiu para que fosse concluído o experimento e que fossem tiradas as conclusões acima.

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7. REPOSTAS DO QUESTIONÁRIO

1- A 0°C, porque é o ponto de congelamento da água2- A temperatura se mantém em 0°C enquanto está se transformando de líquido para sólido, depois que se solidifica, a temperatura começa a descer.3- No instante em que o gelo começa a derreter, a temperatura deve estar a 0°C e deve estar a 0°C até que todo gelo se derreta. 4- Ela permanece constante, pois enquanto a água está congelando ou o gelo fundido, sua temperatura permanece no 0ºC e todas as substâncias que são formadas de cristais se comportam como gelo. Toda substância cristalina funde-se e solidifica-se a uma temperatura definida, ou seja, sua temperatura de fusão e solidificação são iguais.5-1. Ela não vai congelar, pelo menos, não nesta experiência, pois para a água com sal congelar, a temperatura precisa ser bem menor que a temperatura de fusão da água pura que é de 0oC. A temperatura necessária para congelar essa mistura é de -32 oC, bem menor que da água pura.5-2 Diminuir. Pois na mistura de sal em água, o congelamento demora mais para ocorrer e ocorre a uma temperatura mais baixa. Isto se dá porque o soluto dissolvido na água provoca o abaixamento do ponto de congelamento da água.6- Quando colocamos água gelada em um copo, se estabelece uma diferença de temperatura entre a parte interna do copo e a sua parte externa. As moléculas de água dispersas no ar, quando encontram uma superfície mais fria, acabam fornecendo calor para esta. Isso faz com que se condensem - passem para o estado líquido - e apareçam gotículas d'água nas paredes externas do copo. 7- Como a tendência fosse que a temperatura caísse à temperatura foi variando entre -3° e -1° a cada 30s como pedido no experimento ate que atingisse seu ponto de solidificação.8- Inicialmente teve uma variação rápida, entretanto ao alcançar -7 °C a variação foi lenta, permanecendo até o fim da experiência entre -7 e -10 °C.9-A- Líquido9-B- Ao iniciar a mudança de estado, sim. Mas no restante do tempo, não.9-C- Não, pois não conseguimos concluir a experiência devido ao tempo que tínhamos. 10-A- Entre 0 e 1230 segundos.10-B- Entre 1260 e 2070 segundos.10-C- Devido ao tempo para realizar a experiência, não conseguimos passar da mudança de fase.11- Que quando mais ela se aproximava da temperatura de 0° a água parecia mudar de estado físico e a temperatura demorava mais tempo pra cair, pois estava chegando ao seu ponto de solidificação então o ritmo da queda de temperatura desacelerava.12- Sim. A água tem PF igual 0°, isso só foi comprovado de maneira pratica com a realização desse experimento. Viu-se que a água realmente muda de estado e que sua temperatura se mantém constante para depois mudar de estado novamente, é

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interessante frisar que na pratica outros elementos atrapalham na analise do fato como: temperatura ambiente e erros humanos,entre outros.13- Sim. A única diferença seria o ponto de fusão entre elas que não é o mesmo fazendo com que o analise levasse mais tempo mais fora isso o álcool absoluto se comportaria da mesma maneira, pois também é uma sustância pura.14-A- Não, um dos possíveis motivos é a leitura, que foi realizada por nós, durante a leitura pode ter ocorrido erro, o que provocaria um valor diferente.14-B- As temperaturas são iguais, pois a pressão do vapor do solido é igual a do líquido.15- 16-A- O tempo para a água solidificar-se seria maior, pois teria um maior volume a ser solidificado.16-B- A temperatura de solidificação seria a mesma, pois é constante.17- Ao analisarmos o gráfico e levando em consideração possíveis erros de leitura, podemos dizer que a temperatura de solidificação do NaCl seria entre -7 e -10 °C. 18- A temperatura de solidificação da água e do sal são diferentes. Isso ocorre, pois a água sendo um líquido puro tem uma temperatura de solidificação constante e o NaCl tem sua mudança de estado dentro de uma faixa e não a uma temperatura exata.19- A temperatura é uma propriedade geral, pois as substancias estão à mercê da

temperatura ambiente, ou seja, geralmente são iguais ou bem parecidas, vou dar um

exemplo bem simples, quando nos falamos que a água esta na temperatura

ambiente.No caso das temperaturas de ebulição, fusão e solidificação isso muda

cada substancia tende a se comportar de maneira diferente a cada tipo de reação o

ponto de fusão da água não é o mesmo ponto de fusão do álcool, por exemplo, por

isso são chamadas de propriedades específicas.

20-A Mistura é qualquer sistema formado de duas ou mais substâncias puras,

denominadas componentes. Pode ser homogênea ou heterogênea, conforme

apresente ou não as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em

que seja examinada. Toda mistura homogênea é uma solução, por definição.

Substância pura é todo material com as seguintes características:

Unidades estruturais quimicamente iguais entre si;

Composição fixa;

A temperatura se mantém inalterada desde o início até o fim de todas as suas

mudanças de estado físico;

Pode ser representada por uma fórmula porque tem composição fixa;

Não conserva as propriedades de seus elementos constituintes, no caso de

ser substância pura composta;

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As misturas não apresentam nenhuma das características acima. Essas são as

diferenças entre as misturas e as combinações químicas (substâncias puras

compostas)

20-B – Sim, pois a substância mantém uma temperatura fixa ao mudar de fase e a

mistura apresenta uma variação.

20-C – Sim, qualquer substância.

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8. BIBLIOGRAFIA

http://www.coladaweb.com/fisica/mecanica/propriedades-gerais-e-especificas-da-materiahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mat%C3%A9ria