RELATÓRIO TÉCNICO: COEFICIENTE DE DILATAÇÃO LINEAR

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CENTRO DE ENSINO SUPERIOR

FACULDADES INTEGRADAS DE PATOS

CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL

RELATÓRIO TÉCNICO:

COEFICIENTE DE DILATAÇÃO LINEAR

Professor: Roberto Alan Ferreira Araújo

Turma: 4º período de Engenharia Civil

Turno: Noturno

Alunos: Albérico Leite

                Andrew Rennan

             Elvídio Neto

12 de Abril de 2019

Patos - PB

1 RESUMO

        Este relatório apresenta um experimento de dilatação térmica, com barras de aço, alumínio e latão. Desenvolve os conceitos quanto à montagem e manuseio do equipamento adequado, bem como o desenvolvimento dos cálculos e levantamentos sobre o material.m Verificou-se que o relógio comparador é responsável pela medição da dilatação linear de maneira precisa. Este relógio comparador esta graduado em 0.01mm de variação, logo é um instrumento extremamente sensível. Verificamos também a parte do Balão de fundo chato, que é um recipiente de vidro para o aquecimento da agua, possui algumas hastes de vidro e 3 hastes de prova (aço, alumínio, latão). Levamos em consideração que através dessas situações (montagens), poderemos verificar as devidas situações. Com isso deveremos achar a variação de comprimento da haste (L0) e o coeficiente de dilatação de cada material dado (aço, alumínio, latão) empiricamente.

2 INTRODUÇÃO

        Geralmente, quando aumenta a temperatura de um corpo, suas dimensões aumentam: é a dilatação térmica. Ocorre a contração térmica ao diminuírem as dimensões do corpo, em virtude da diminuição da temperatura.

        A dilatação de um corpo pelo aumento de temperatura é consequência do aumento da agitação das partículas do corpo: as mútuas colisões, mais violentas após o aquecimento, causam maior separação entre as moléculas.

        No ramo da construção civil é de suma importância saber a magnitude da dilatação dos materiais utilizados, por exemplo, pontes sustentadas por cabos de aço, neste tipo de obra a intensidade da dilatação dos cabos pode afetar a estrutura da mesma, causando até mesmo o seu desabamento. Os trilhos de trem são projetados embasados no valor do coeficiente de dilação do metal utilizado, por isso sempre há um pequeno espaço entre eles, evitando assim o provável descarrilamento dos vagões que por ali circularão. É por essa razão que a construção de pontes, edifícios e estradas de ferro, por exemplo, utiliza “folgas”, chamadas de juntas de dilatação. As juntas previnem trincas e rupturas causadas pela dilatação térmica dos materiais de construção.

        

        

Os objetivos deste experimento são:

• Determinar a variação de comprimento (∆L) da haste de aço, alumínio e latão;
• Determinar a variação de temperatura (∆L) da haste de aço, alumínio e latão após a realização do experimento;
• Determinar o coeficiente de dilatação linear () da haste de aço, alumínio e latão após a realização do experimento;[pic 2]
• Determinar o índice de discrepância  entre os valores dos coeficientes de dilatação encontrados no experimento e os valores previstos utilizados na literatura.[pic 3]

3 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO

        

4 MATERIAIS UTILIZADOS:

Para o procedimento foram utilizados os seguintes materiais:

• 3 barras como corpo de prova (uma de aço, alumínio e latão).
• Relógio comparador com precisão de 0,01 mm;
• 2 termômetros de –10ºC à +110ºC.;
• Trena milimétrica;
• Balão de fundo chato (gerador de vapor);
• Garra (para segurar o balão);
• Pano úmido e Seco;
• Rolhas com furação e mangueira;
• 1 anteparo (para coletar o vapor d’água que sai da barra);
• 1 recipiente com álcool no interior e algodão na parte superior para gerar calor;
• 1 isqueiro.

           

5 DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO:

        O primeiro corpo de prova analisado foi à barra de aço, logo em seguida a barra de alumínio e por ultimo a barra de latão ,o experimento deu-se inicio com a montagem de todo o equipamento necessário, e seguiu as seguintes etapas:

1. Verificou-se o nível da agua no interior do balão de fundo chato que já se encontrava acoplado ao dilatômetro com a ajuda de uma garra;
2.  Posicionou o recipiente com o liquido inflamável em baixo do balão de fundo chato para aquecê-lo, então gerar calor e vapor d’água;
3. Conectou rolhas com furação nas extremidades da mangueira e acoplou-as junto com o gerador de vapor;
4. Mediu-se o comprimento e posicionou cada uma das barras (aço, alumínio e latão) ao dilatômetro;
5. Conectou a mangueira com a rolha de furação e acoplou-a com uma das barras (aço, alumínio e latão);
6. Conectou umas das rolhas de furação na extremidade menor das barras (aço, alumínio e latão);
7. Posicionou dois termômetros nas rolhas com furação para a aferição das temperaturas inicial e final do experimento.
8. Calibrou o relógio verificador de dilatação;
9. Posicionou o anteparo (para coletar o vapor d’água que sai da barra) na extremidade menor das barras (aço, alumínio e latão);
10. Acendeu o pavio de algodão com o auxilio de um isqueiro.

O experimento apresenta-se da seguinte forma: através da fonte geradora de calor o liquido no interior do balão de fundo chato entra em ebulição e começa a gerar vapor d’água, esse é transportado através da mangueira até as barras (aço, alumínio e latão), o vapor percorre o interior da barra até sair por uma extremidade menor da mesma. Utilizou-se dois termômetros, estes foram alocadas em roscas perfuradas que estavam conectadas nas extremidades da barra, através dos termômetros pôde-se aferir a temperatura inicial e final do experimento. Outra extremidade das barras (aço, alumínio e latão) estava em contato com um relógio de precisão, esse é o responsável pela aferição da dilatação térmica da barra. A partir do momento em que as temperaturas dos termômetros ficam constates, adota-se o valor apresentado no relógio de precisão como sendo o valor da dilatação linear do respectivo corpo de prova.

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