A do Dilatação Térmica

Relatório Nº01

AULA PRÁTICA 4 - DILATAÇÃO TÉRMICA

Data: 30/05/2016                 Nº do Grupo: 3                          Nota: _______

Bruna Pereira da Silva Rego – nº 8

Giovanna Lage Fagunde – nº 15

José Vitor Velho Costa – nº 22

Lucas de Mello Queiroz – nº 25

Manuela Borges Inati – nº 28

Dilatação Térmica

Objetivos

• Entender a dilatação térmica e observá-la na prática;
• Discutir acerca de sua presença no cotidiano;
• Entender a importância de seu estudo e aplicação nos objetos presentes em nosso dia-a-dia;
• Medir experimentalmente o coeficiente de dilatação linear (α) de uma haste metálica;
• Descobrir experimentalmente e por meio de cálculos o material que constitui o tubo de metal utilizado;

Introdução

        Com o aumento da temperatura de um corpo, o grau de vibração das partículas do sistema aumenta, o que alarga a distância média entre as partículas, aumentando as dimensões do corpo. Este fenômeno é conhecido como dilatação térmica.

De uma forma geral, as dimensões dos objetos tendem a variar com a variação da temperatura. Os corpos, quando aquecidos, tendem a aumentar suas dimensões e quando resfriados, diminuem suas medidas.  

No caso de uma barra, fio ou haste, o aumento no comprimento é mais considerável que o aumento nas outras dimensões. Com isso, chamamos esse fenômeno de dilatação térmica linear.

Chamando de Lο o comprimento inicial da barra, L o seu comprimento final, Tο sua temperatura inicial e T sua temperatura final, teremos:

Dilatação: ΔL = L−Lο

Variação de temperatura: ΔT = T−Tο

Imagem 1 – Dilatação Térmica Linear

Assim, temos que: ΔL = Lο⋅α⋅ΔT[pic 1]

Em que α é o coeficiente de dilatação linear e varia de material em material.        

Procedimento experimental

Imagem 2 - Dilatômetro

        [pic 2]

Inicialmente, foi fixado um par de guias metálicas na base do dilatômetro com uma distância de 400mm entre elas, que corresponderá a medida inicial da barra Lο. Com isso, foi colocada uma amostra metálica de composição desconhecida e a ser descoberta sobre as guias, de forma bem fixa. Uma das extremidades da haste de metal está ligada um tubo flexível de silicone, por onde a água aquecida será conduzida.

A temperatura inicial Tο deverá ser medida com um termômetro antes do início do experimento.

É importante que antes de iniciar o aquecimento, o batente móvel do medidor de dilatação seja ajustado até posicionar-se no zero na escala milimetrada.

Foi adicionado água a um ebulidor tampado. A água será aquecida por um recipiente em fogo até a ebulição. O vapor, impulsionado pela pressão, passará pelo tubo flexível do dilatômetro a fim de aquecer a haste metálica na mesma temperatura e estabelecer o equilíbrio térmico.

Deve ser observado atentamente no relógio comparador o aumento da dilatação linear ΔL da haste. Além disso, deve ser medida temperatura final Tf do experimento quando a água em ebulição atravessar o tubo.

Após medida a temperatura final, o aquecedor deve ser desligado e por meio dos dados adquiridos, deve ser calculado o coeficiente de dilatação linear do metal utilizado.

Resultados

	Bancada       1	Bancada       2	Bancada       3	Bancada       4	Bancada       5	Bancada       6	Bancada       7
Tο	22ºC	ºC	23ºC	23ºC	23ºC	20ºC	20ºC
Tf	60ºC	ºC	66ºC	81ºC	70ºC	63ºC	60ºC
Lο	500mm	00mm	400mm	300mm	400mm	500mm	400mm
ΔL	0,42mm	0,    mm	0,52mm	0,25mm	0,30mm	0,40mm	0,22mm
ΔT	38ºC	ºC	43ºC	58ºC	47ºC	43ºC	40ºC
α	2,21 . [pic 3]	,     . [pic 4]	3,02 . [pic 5]	1,43 . [pic 6]	1,595 . [pic 7]	1,86 . [pic 8]	1,375 . [pic 9]

Tabela 1 -  Resultados