Dilatação térmica

[pic 1]

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS – ICE
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – DQ

Relatório de Aula Prática: Laboratório de Física II

Dilatação Térmica

Manaus – Amazonas

     2015[pic 3][pic 2]

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

Karen Beatriz Brito de Farias - 21204751

Dilatação Térmica

Relatório de aula prática da disciplina Laboratório de Física II, do curso de Bacharelado em Química da Universidade Federal do Amazonas, solicitado pelo professor José Wilson Matias Pinto, para obtenção de nota parcial.

Manaus – 2015[pic 4]

1. INTRODUÇÃO

Um corpo sólido, submetido à ação do calor, apresenta alterações em suas dimensões a medida que sua temperatura varia. A dilatação segundo uma dimensão é denominada dilatação linear. Um bom exemplo é o espaço deixado entre os trilhos de uma linha férrea. Caso este espaço não existisse, os trilhos iriam se deformar, pois apesar da dilação ser muito pequena, quando comparada ao comprimento do trilho, as forças envolvidas são de magnitude muito grande.

Vamos analisar a dilatação linear de uma haste fina de comprimento inicial L0 à temperatura T0 .

Variando a temperatura desta haste para T, verifica-se que seu comprimento muda de valor, para L.

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A experiência mostra que a dilatação sofrida pela haste ΔL = L - L0 , é proporcional ao seu comprimento inicial L0 e a variação de temperatura ΔT = T – T0 . Quanto maior a variação da temperatura, maior será a dilatação da barra. Deste modo temos:

 = L0.α.ΔT[pic 7]

A constante de proporcionalidade α é denominada de coeficiente de dilatação linear. Seu valor depende da natureza do material da haste.

Este relatório apresenta um experimento de dilatação térmica, com barras de alumínio , cobre e latão. Desenvolve os conceitos quanto à montagem e manuseio do equipamento adequado, bem como o desenvolvimento dos cálculos e levantamentos sobre o material.

O estudo verificou, por meio de atividade prática, a dilatação linear térmica de uma barra de cobre, de uma barra de alumínio e de uma barra de latão.

2. OBJETIVO

Determinar o coeficiente de dilatação térmica.

3. PARTE EXPERIMENTAL

3. 1. MATERIAIS E REAGENTES

1 ebulidor;

1 extensômetro;

1 termômetro; Tubos de: alumínio, ferro ou latão.

3. 2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Neste experimento, utilizou-se o sistema que está representado pela figura abaixo:

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I. Foi medida a temperatura inicial do sistema e o comprimento do tubo.

II. Em seguida foi zerado o extensômetro

III. O ebulidor foi ligado e foi anotado a leitura que o extensômetro forneceu quando começou a sair vapor de água pela extremidade do tubo.

IV. Em seguida, repetiu-se o procedimento anterior para os tubos de outro material.

4. RESULTADOS

Foi medido o tamanho das três barras e as três mediam 640 mm de comprimento, com um erro de 0,5mm. A temperatura inicial do sistema foi 20,5°C, com uma erro de 0,1°C.

Barra de Cobre

Sabendo que:

T0 = 20,5°C

T = 100°C

L0 = 640 mm

ΔL = 0,7 mm

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Logo:

[pic 12]

[pic 13]

 1,4x10-5 °C-1[pic 14]

Barra de Alumínio

Sabendo que:

T0 = 20,5°C

T = 100°C

L0 = 640 mm

ΔL = 0,7 mm

[pic 15]

Logo:

[pic 16]

[pic 17]

 1,9x10-5 °C-1[pic 18]

Barra de Latão

Sabendo que:

T0 = 20,5°C

T = 100°C

L0 = 640 mm

ΔL = 0,7 mm

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Logo:

[pic 20]

[pic 21]

 1,5x10-5 °C-1[pic 22]

Podem-se observar, na tabela abaixo os valores reais dos coeficientes de dilatação linear para os materiais usados e os valores obtidos no experimento.