Dilatação termica linear

[pic 1]

ESCOLA DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA

Curso de Engenharia de Produção

Disciplina: Física geral

Prof. MSc. Lucio Leonardo

RELÁTORIO DE DILATAÇÃO LINEAR

ADONIAS DOS SANTOS JUNIOR - 20879862 – CENTRO – NOTURNO

ALICIA NOVELI NASCIMENTO – 20848879 -  CENTRO - NOTURNO

ALISSON DIEGO CANO - 20194891 – CENTRO – NOTURNO

FERNANDA OLIVIERI - 20871221- CENTRO – NOTURNO

GABRIEL FELIX SOUSA – 20521037 – CENTRO – NOTURNO

HELOIZE RIBEIRO - 20756094 – CENTRO - NOTURNO

VICTOR RENAN IZIDORO - 20892966– CENTRO - NOTURNO

[pic 2]

ESCOLA DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA

Curso de Engenharia de Produção

Disciplina: Física geral

Prof. MSc. Lucio Leonardo

RELÁTORIO DE DILATAÇÃO LINEAR

[pic 3]

ADONIAS DOS SANTOS JUNIOR - 20879862 – CENTRO – NOTURNO

ALICIA NOVELI NASCIMENTO – 20848879 -  CENTRO - NOTURNO

ALISSON DIEGO CANO - 20194891 – CENTRO – NOTURNO

FERNANDA OLIVIERI - 20871221- CENTRO – NOTURNO

GABRIEL FELIX SOUSA – 20521037 – CENTRO – NOTURNO

HELOIZE RIBEIRO - 20756094 – CENTRO - NOTURNO

VICTOR RENAN IZIDORO - 20892966– CENTRO - NOTURNO

Objetivo

Determinar o coeficiente de dilatação linear de uma haste metálica e calcular o erro percentual em relação aos valores teóricos, utilizando 3 materiais diferentes: Cobre, Latão e Alumínio.

Introdução Teórica

A dilatação linear ocorre quando um corpo sofre aumento em sua temperatura e, consequentemente, há aumento na distância entre dois pontos em seu interior. São exemplos desse fenômeno o aumento do comprimento de uma barra, o aumento do raio de uma esfera e o aumento da diagonal de um quadrado ou de um cubo. Ela ocorre quando o corpo tem expansão em uma dimensão, dependendo de alguns fatores:

• Material;
• Variação de temperatura (Δ);[pic 4]
• Comprimento inicial (Lo);

A dilatação térmica linear pode ser calculada pela seguinte fórmula:

                Eq. 1[pic 5]

Onde:

• [pic 6]
• Lo é o comprimento inicial;
• Δ é a variação de temperatura, em °C;[pic 7]
• α é o coeficiente de dilatação linear, em °C-1;

Através da (Eq. 1), podemos chegar as seguintes fórmulas:

        →        [pic 8][pic 9]

        →        [pic 10][pic 11]

Onde, L é o comprimento final.

[pic 12]

Um exemplo de dilatação térmica linear usado em nosso cotidiano, são os trilhos do trem. Os trilhos são distribuídos com determinado espaço entre eles, pois sofrem variações de temperatura, caso não existissem esses espaços, os trilhos acabariam se deformando.

[pic 13]        [pic 14]

Material Utilizado

Nesse experimento, utilizamos os seguintes materiais:

• Vidro Erlenmeyer;
• Hastes metalicas de Cobre, Latão e Aluminio;
• Termometro digital;
• Relógio comparador;
• Escala;
• Chapa de aquecimento.

        

     Procedimento Experimental

• Determinamos o comprimento inicial Lo da haste;
• Colocamos o termometro em temperatura ambiente;
• Zeramos o relógio comparador, para definir a variação de comprimento  conforme a variação de temperatura Δ;[pic 15][pic 16]
• Aquecemos a água que estava no recipiente (Vidro Erlenmeyer), iniciando a dilatação da haste;

  Conforme a temperaturava variava, verificavamos a dilatação da haste pelo relogio comparador, onde cada ponto do relógio tem 0,01mm e cada volta inteira 1mm. Ao chegar na temperatura de ebulição, a dilatação da haste se estabiliza.

Dados Obtidos

• Latão

ΔL	°C
0	22,2
0,6	80,1
0,7	89
0,73	90,5

[pic 17]

L0= 48cm = 480mm    αtb0=1,8x10-5° °C-1        

L0α= ∆Y/∆X = 73-60/90,5-80,1 = 13/10,4= 1,25X10-2

L0α= 1,25

α= 1,25x10-2/480 =α= 2,60x10-5°C-1

E= (2,60-1,8)X10-5x100

           1,8x10-5

E%= 44%

• Cobre

ΔL	°C
0	27,7
30	42
33	48
35	56
37	70
38	83,7
41	93,1
52	94

[pic 18]

L0=470mm        α= 1,8x10-5°C-1

L0α= ∆Y/∆X = (52-38)x10-2/94-83,7 = 1,35x10-2

L0α= 1,35x10-2

α= 1,35x10-2/470= 2,89x10-4°C-1

E= (2,89-1,8)x10-5x100 = E%= 60%

            1,8X10-5

• Alumínio

ΔL	°C
0	60,1
11	70
25	80
34	87

[pic 19]

L0=485mm      α= 2,5x10-5°C-1

L0α= ∆Y/∆X = (34-11)x10-2/87-70 = 1,35x10-2

L0α= 1,35x10-2

α= 1,35x10-2/485= 2,79x10-5°C-1

E= (2,79-2,5)x10-5x100 = E%= 12%

            2,5X10-5