A Dilatação Térmica dos Sólidos

Dilatação Térmica dos sólidos

Sumário

1                                      Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2                                      Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

3                                      Descrição das atividades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . 3

3.1                                   Materiais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 4

3.2                                   Procedimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

3.3                                   Dados obtidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

4                                      Cálculos e Resultados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .5

4.1                                   Alumínio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

4.2                                   Cobre. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

4.3                                   Latão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5           

5                                      Conclusão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . 6

6                                      Referências bibliográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1. Objetivo

O objetivo da pratica quatro foi determinar o coeficiente de dilatação linear de três materiais diferentes, ou melhor, de três metais (Latão, alumínio e cobre), levando em consideração o comprimento e a temperatura inicial e final de todos os metais. E assim comparar os valores obtidos experimentalmente com os tabelados previamente.

2. Introdução

Para compreender a dilatação linear observe a gravura abaixo que demonstra a expansão de uma barra metálica de comprimento Li após a mesma ser aquecida.

[pic 1]

Se essa barra metálica for homogênea é fácil compreender que cada unidade de comprimento da barra, após ser aquecida, sofre a mesma dilatação por unidade de variação de temperatura, ou seja, todos os centímetros da barra devem sofrer a mesma dilatação se for aquecida igualmente. 

Realizando esse experimento de aquecimento da barra verifica-se que a variação do comprimento da mesma é proporcional à variação da temperatura sofrida por ela. Assim, podemos escrever a seguinte equação que determina a dilatação linear dos sólidos:

ΔL = L0αΔt

Onde 

ΔL é a variação do comprimento, ΔL = Lf – Li. 
Δt é a variação da temperatura, Δt = tf – ti. 
α é uma constante de proporcionalidade denominada de coeficiente de dilatação linear, e a sua unidade é o °C-1. Cada material tem um coeficiente de dilatação linear próprio, o do alumínio (que será um dos materiais usados neste experimento) , por exemplo, é 2.4 10-5 °C-1. 

Como aqui queremos descobrir α temos que:

[pic 2]

3. Descrição das Atividades

3.1 Materiais

Nessa prática foram utilizados os seguintes materiais:

• Relógio comparador.
• Termômetros.
• Tubo cilíndrico de alumínio, cobre e latão.
• Água em ebulição.
• Suporte.
• Copo de metal.
• Fonte de calor.

3.2 Procedimentos

 O aparelho usado nesta experiência é ilustrado na figura abaixo.[pic 3]

Adotamos L0 como sendo o comprimento de E a E, pois a dilatação que medimos se dá nesse intervalo.

Os passos usados foram seguindo a apostila do curso (passos abaixo) :

1. Anotar a temperatura ambiente na folha de respostas.
2. Coloque um tubo cilíndrico de metal tipo alumínio no dilatômetro.
3. Verte água na caldeira, até pouco mais da metade de sua capacidade.
4. Ligar a extremidade do tubo cilíndrico à caldeira, usando uma borracha (mangueira).
5. Verifique se o termômetro aloja-se na caldeira, após atravessar o furo da rolha. Este deve estar colocado om o bulbo na região de vapor.
6. Ligue o fogareiro elétrico e o coloque em posição para ferver a água contida na caldeira
7. Meça ∆L do tubo cilíndrico metálico diretamente no relógio comparador.
8. Repita a experiência para os outros tubos cilíndricos metálicos, registrando todos os valores necessários na folha de respostas.

3.3 Os dados obtidos foram anotados nas tabelas abaixo

Tabela I – Alumínio

Material 1: Alumínio
PARÂMETRO	MEDIDA
T ambiente (°C)	26,2 ± 2
T do vapor d’água (C°)	93,4 ± 2
Lo (m)	0,4425 ± 0,0005
ΔL (m)	0,000660 ± 0,000005

Tabela II - Cobre

Material 2: Cobre
PARÂMETRO	MEDIDA
T ambiente (C°)	26,2 ± 2
T do vapor d’água (C°)	93,7 ± 2
Lo (m)	0,4425 ± 0,0005
ΔL (m)	0,000530 ± 0,000005