Dilatação linear

FACSUL – FACULDADE DE MATO GROSSO DO SUL

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

ATIVIDADE EXPERIMENTAL 4

(DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SOLIDOS)

        

CAMPO GRANDE – MS

ABRIL DE 2015

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FACSUL – FACULDADE DE MATO GROSSO DO SUL

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

ATIVIDADE EXPERIMENTAL 4

(DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS)

        

Adailton Rodrigues Lima – RA 01530004557

Edenil Garcia – RA 61010003144

Rafael Leite da Silva – RA 61010002864

Rayoni Pereira Ramos – RA 01530004523

GERALDO MAJELLA BLANC AMORIM

PROFESSOR – ELETRICIDADE BÁSICA

CAMPO GRANDE – MS

ABRIL DE 2015

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Resumo

Neste experimento, abordamos a dilatação termica, no qual pudemos verificar a relação que existe entre varição de temperatura sobre determinado material e a variação de volume do mesmo e apartir disto, pudemos determinar a sua dilatação termica.

Sumário

Objetivo

Introdução

I - Fundamentação Teórica

II - Material Utilizado

III - Procedimento Experimental

IV - Resultados e Discussões

V - Conclusão

VI - Referências

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Objetivo

Determinar o coeficiente de dilatação linear dos sólidos.

Introdução

Quando os corpos são submetidos a uma variação de temperatura eles dilatam, ou seja, sofrem aumento ou diminuição nas suas dimensões, porém essa variação é bem pequena, as vezes chega ser imperceptível aos nossos olhos, necessitando assim, de equipamentos  para poder visualizar. Podemos dizer que os corpos se dilatam quando há o aumento da temperatura, por conseguinte a sua contração quando ocorre a diminuição da mesma. Sabe-se que quando ocorre a variação da temperatura do corpo, os átomos que o constituem se agitam mais, com isso a distância média entre eles aumenta. De uma forma geral, todos os corpos se dilatam após serem aquecidos e se contraem após terem sua temperatura reduzida. Um dos principais ramos da física e da engenharia é a termodinâmica, o estudo das leis que regem a relação entre calor, trabalho e outras formas de energia. Um dos conceitos centrais da termodinâmica é o da te temperatura.

I – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Se a temperatura de uma barra metálica de  comprimento L de um valor ∆T, seu comprimento aumenta de um valor. (∆L = Lα.∆T) Onde α é uma constante chamada de coeficiente de dilatação linear. A unidade do coeficiente é o ºC^-1 ou K^-1. Embora α varie ligeiramente com a temperatura, na maioria dos casos pode ser considerado por um dado material.

O dilatômetro (anexo fig. 1), é um dispositivo que mede dilatação linear dos materiais.

II - MATERIAL UTILIZADO

Dilatômetro

Tubos cilíndricos de diferentes materiais (cobre e alumínio)

Relógio comparador

Termômetro

Bulbo de vidro

Bico de Bunsen

III - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Montou-se o aparato com o intuito de medirmos a dilatação dos materiais (cobre e alumínio), conforme mostra as figuras em anexo.

Antes de iniciar o experimento, registramos a temperatura incial de 26ºC e calibramos o zero do dilatometro. Após calibrado o zero do dilatometro, registramos também o ponto de referencia na regua graduada.

Colocamos uma certa quantidade de agua dentro do bulbo de vidro e com o bico de bunsen aplicamos calor de modo que a agua evapore e esse vapor transfira calor aos tubos cilindricos atraves de uma mangueira. No mesmo ponto que a mangueira capita o vapor do bulbo, está o termometro, para medir precisamente a temperatura do vapor. Aplicamos calor nos tubos cilindricos ate que o ponteiro do dilatometro estabilize, sendo esse o valor maximo de dilatação para o calor aplicado. Registramos a temperatura final de 92ºC, e portanto tivemos uma variação de temperatura de

Identificou-se que existem materiais que sofrem uma maior dilatação do que outros, mesmo quando sujeitos a temperaturas iguais, mesmo quando a variação de temperatura é relativamente baixa, existe uma alteração nas dimensões. Abaixo pode-se observar o esquema de montagem do experimento:

Figura 1 (Dilatômetro linear)

Foi registrada a variação no comprimento de cada barra com o aumento da temperatura, desde a temperatura ambiente, em torno de  a uma temperatura de aproximadamente 92ºC, com isso foi possível através da equação: