A Dilatação Térmica

UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO[pic 1]

DISCIPLINA:FISICA EXPERIMENTAL II

PROFESSORO: FRANCISCO MATIAS

RELATÓRIO DE EXPERIMENTO

“Dilatação Térmica”

Aluno:

Turma:

Data:

Juazeiro-Bahia

1. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Quando aquecemos um material qualquer , as sua dimensões aumentam . a este aumento e devido ao aquecimento , chamado dilatação térmica , essa dilatação térmica faz com que o objeto que tem sua medida inicial a uma determinada temperatura inicial ao receber uma quantidade de calor ela se dilate e sua medida , área ou volume não seja mais a mesma , além de suas propriedades físicas de um corpo, tais como comprimento, dureza, condutividade elétrica, todas podem ser alteradas em função da alteração na temperatura desse corpo.

 No experimento A variação de comprimento de uma barra é diretamente proporcional à variação de temperatura. Logo usaremos a formula :

[pic 2]

Ou seja,  um objeto ou barra que é o  caso desse experimento  com comprimento inicial Lο , sujeito a uma variação de temperatura que causa variação a comprimento ∆T. Esta variação é proporcional à variação da temperatura e ao comprimento inicial, isto é o coeficiente de dilatação linear, que depende do material.

Objetivos
Determinar a variação de  comprimento de cada barra através da sua dilatação térmica por transmissão de calor fornecido através de vapor de  água e com isso identificar os matérias através do seu coeficiente de dilatação linear

Materiais :

- Balão volumétrico com 50mL de agua ;

- Relógio comparador;

- barra metálica ;

- Termopar;

- conexões de mangueira ;

- Lamparina de álcool .

2. Procedimento :

Coloque 50mL de água no balão volumétrico .observe se o relógio comparador do dilatrometro está zerado e se a mangueiras de conexão para saída do vapor de água  estão  nos lugares  corretos (nos orifícios das barras metálicas)  . acenda a  lamparina com álcool a coloque embaixo do balão volumétrico .  meça o comprimento e a temperatura inicial da barra.

Temperatura inicial (T0)= (31 = +- 0,5) °C

Comprimento inicial (L0) = (100 +- 0,5) mm

Quando a água começa a ferver  verifique com o termopar a temperatura da água

T (balão) = (95 +-0,5) °C

Verifique se o relógio comparador começa a se mexer . Observe o momento em que seu ponteiro maior estabiliza e verifique com o termopar se os valores da temperatura nas duas saídas de vapor  da barra metálicas são iguais . Verifique também a temperatura nas partes externas da barra.

Medida do relógio comparador após estabilizar o ponteiro = 56 mm

T1(vapor1) = 100°C

T2(vapor2)= 98°C

T3(externo1)=  87°C

T4(externo2)=  60°C

Media da temperatura da barra = (77,5 +-0,005) °C

∆T =  86,25 – 31 = (55,25 +- 0,005) °C

∆L = (56+-0,5) mm

Experimento Barra 02:

O experimento da barra 02 no qual a equipe desse relatório ficou responsável

∆T = (55,25 +- 0,005) °C

∆L= (56.10 5+- 5.106 )m

L0= (0,5+- 0,005) m

 Logo , ΔL = α. ΔT.L0

α = 56.10 -5 /27,625

α = 20.10-6/°C-1

O coeficiente de dilatação linear do metal encontrado se aproxima  do latão α = 19.10-6/°C-1

Calculando o desvio padrão ( incerteza de propagação ) , através da fórmula dada no relatório do experimento, teremos que :

σ2 = ( 20.10-6  )2 .[ (9,05 + 7,97 + 100) . 105 ]

σ = 20.10-6  .10,82 . 316,22

σ = 0,0684

Calculando o coeficiente de dilatação linear  outras barras  por meio de dados oferecidos pela as outras equipes

Experimento Barra 01:

∆T = (52 +- 0,5) °C        

∆L= (54.10 5+- 5.106 )m

L0= (0,5+- 0,005) m

 Logo , ΔL = α. ΔT.L0

α = 54.10 -5 /26

α = 20,76.10-6/°C-1

O coeficiente de dilatação linear do metal encontrado se aproxima  do alumínio  α = 23.10-6/°C-1

Calculando o desvio padrão ( incerteza de propagação ) , através da fórmula dada no relatório do experimento, teremos que:

σ2 = (20,76.10-6)2 .[ (961 + 8,57 + 100) . 105 ]

σ =20,76.10-6.10,49 . 316,22

σ = 0,2171

Experimento Barra 03:

∆T = (40,25 +- 0,005) °C        

∆L= (54.10 5+- 5.106 )m

L0= (0,5+- 0,005) m

 Logo , ΔL = α. ΔT.L0

α = 54.10 -5 /20,125

α = 26,88.10-6/°C-1

O coeficiente de dilatação linear do metal encontrado se aproxima  do chumbo α = 29.10-6/°C-1

Calculando o desvio padrão ( incerteza de propagação ) , através da fórmula dada no relatório do experimento, teremos que:

σ2 = (26,88.10-6)2 .[ (1,54 + 8,57 + 100) . 105 ]