Relatório de dilatação térmica dos líquidos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS CENTRO DE CIÊNCIAS QUÍMICAS, FARMACÊUTICAS E DE ALIMENTOS Físico-Química Experimental 1 2016/2

RELATÓRIO

Data: 21/09/2016

1. Título Aula Experimental: Dilatação térmica de líquidos

1. Objetivo (s): Observar que o aquecimento de um líquido provoca um aumento no seu volume e calcular experimentalmente o coeficiente de dilatação térmica de líquidos.
2. Resultados e Discussão:

Os corpos sólidos, líquidos ou gasosos existentes na natureza, quando em processo de aquecimento sofrem ação da chama dilatação térmica. Esse é o nome dado ao aumento do volume de um corpo ocasionado pelo aumento da sua temperatura, consequentemente causa um aumento no grau de agitação das moléculas que constituem esses corpos. Ocorrerá, também, um aumento na distância entre suas moléculas em consequência da elevação do grau de agitação das mesmas.

A dilatação acontece de forma mais significativa nos gases e os líquidos se dilatam obedecendo às mesmas leis da dilatação dos sólidos pois como os líquidos não têm forma própria tomam a forma do recipiente em que estão. Então para o estudo dos líquidos, que interessa, é o conhecimento de sua dilatação térmica.

Para a realização do procedimento experimental encheu-se um recipiente de vidro com água até a sua borda e despejou-se o líquido em uma proveta. O volume analisado foi de Vo = 17 ml. Encheu-se novamente o vidro com água até a sua borda e fechou-se o recipiente utilizando uma rolha com uma seringa introduzida nela. Esta seringa permitiu a análise da variação do volume quando este sistema foi posto em banho-maria. Com a ajuda de um termômetro inserido no béquer em banho maria a temperatura foi observada até chegar em 65ºC. Quando atingiu essa temperatura inicial a dilatação iniciou e para cada aumento de 5ºC marcou-se a quantidade de volume para dada temperatura. Os dados analisados encontram-se na tabela abaixo.

Tabela 1. Relação entre volume da água em função do aumento da temperatura.

Temperatura (ºC)	Volume da água (ml)
65	0,1
70	0,2
75	0,3
80	0,5
85	0,6

A partir dos dados contidos na Tabela 1 é possível construir um gráfico do volume da água em função desse aumento da temperatura.

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Para obter o valor do coeficiente de dilatação térmica (α) é necessário, primeiro, encontrar o valor do coeficiente da dilatação volumétrica (γ) que ocorreu no experimento. Para isso, temos que:

                                        [pic 3]

                                         [pic 4]

Onde ΔV é a variação de volume, γ é o coeficiente de dilatação volumétrica Vo é o volume inicial e ΔT é o volume da temperatura. Porém, o termo    equivale ao coeficiente angular (m) da reta que pode ser obtido pelo gráfico acima. Então temos que: [pic 5]

                                        [pic 6]

                                        γ = 1,18 x 10-3

A relação entre o coeficiente da dilatação volumétrica e o coeficiente de dilatação térmica é:

                                        γ = 3α

Então para descobrir o valor do α dividimos o valor encontrado para γ por 3. Temos que:

                                        [pic 7]

        Substituindo com o valor encontrado acima, [pic 8]

        Então α =39,2x10-5 ºC

        Repetiu-se o procedimento, utilizando o álcool como o líquido em análise nessa segunda etapa. Nesse caso, a variação do volume iniciou com uma temperatura menor que a água, com 60ºC, como mostra a tabela 2.

Tabela 2. Relação entre volume do álcool em função do aumento da temperatura.

Temperatura (ºC)	Volume do álcool (ml)
60	0,1
65	0,2
70	0,3
75	0,4
80	0,5

A partir dos dados contidos na Tabela 2 é possível construir um gráfico da variação do volume do álcool em função desse aumento da temperatura.

[pic 9]

Pode-se calcular o coeficiente de dilatação térmica utilizando as mesmas fórmulas matemáticas utilizadas para a água. Então temos que:

                                        [pic 10]

                                         [pic 11]

Substituindo na fórmula com os dados obtidos na tabela 2.