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Dilatação Térmica

Introdução

Seres humanos e objetos são constituídos de pequenas partículas chamadas moléculas, no estado sólido estas moléculas estão fortemente ligadas uma as outras restringindo assim suas oscilações que determina a grandeza física da temperatura, desta forma quando as moléculas estiverem muito agitadas a temperatura estará de fato bem elevada, e quando estão menos agitada menor será a temperatura do corpo em questão.

Sendo assim quando as moléculas demonstram mais agitações mais afastadas conseguem ficar, fazendo com que o corpo analisado quando aquecido sofre uma dilatação aumentando consequentemente o tamanho do corpo.

Durante a agitação das moléculas atuam duas forças: a de atração que provoca aproximação entre elas e a repulsão que provoca o afastamento e para resultar no aumento do corpo percebemos que a força de repulsão é maior do que a de atração favorecendo o aumento na dimensão do corpo.

A dilatação pode ser linear, superficial ou volumétrica. A dilatação linear ocorre nos corpos influenciando principalmente seu comprimento, onde dever ser observado o tamanho inicial do objeto, o material que ele é feito e a variação de temperatura sofrida por ele. E as dilatações superficial e volumétrica prevalecem respectivamente variações na área e volume do corpo em questão.

Desta forma neste trabalho iremos observar a dilatação térmica e determinar o coeficiente de dilatação através de um experimento realizado em laboratório.

Materiais e Métodos:

Béquer, agua, termômetro, fonte térmica, paquímetro e três esferas de diâmetros diferentes.

Primeiro foi medido a temperatura da agua antes de aquecê-la, depois foi aquecido a agua ate atingir uma determinada temperatura, foi medido as esferas por três vezes no paquímetro, introduziu as esferas na agua aquecida, as esferas permaneceram dentro da agua por alguns minutos, retirou-se as esferas e foi medido novamente.

Coleta de Dados:

Cálculos do Experimento:

ESFERA 1	COMP INICIAL	COMP FINAL	TEMP INICIAL	TEMP FINAL
1ª MEDIÇÃO	160 MM	161 MM	21 Cº	100 Cº
2ª MEDIÇÃO	160 MM	160 MM	21 Cº	100 Cº
3ª MEDIÇÃO	160 MM	160 MM	21 Cº	100 Cº
MEDIA	160 MM	160,33 MM	21 C º	100 Cº

Variação da temperatura:

Δt = t – t0

Δt = 100 – 21

Δ = 79 Cº

Variação do comprimento:

ΔL = L – L0

ΔL = 160,33 - 160

ΔL = 0,33 mm

Calculo para encontrar o coeficiente de dilatação linear:

ΔL = L0 . α . Δt

0,33 = 160 . α . 79

0,33 = 12640. Α

α = 0,33/ 12640

α = 2,6108x10-5 ºC-1

Variação do raio do volume:

ΔR = 0,033/2

ΔR = 0,165 cm

Variação do volume:

ΔV = 4/3 .π . R3

ΔV = 4/3 . π . 0,1653 = 0,0188 cm

Raio do volume inicial

R = 16/2

R = 8 cm

Volume inicial:

V = 4/3. π. R3

V = 4/3 . π . 83

V = 2,14 cm

Volume da esfera 1:

ΔV = V – V0

0,0188 = V – 2,14

V = 2,14 + 0,0188

V = 2,1588 cm

ESFERA 2	COMP INICIAL	COMP FINAL	TEMP INICIAL	TEMP FINAL
1ª MEDIÇÃO	160 MM	161 MM	21 Cº	100 Cº
2ª MEDIÇÃO	160 MM	161 MM	21 Cº	100 Cº
3ª MEDIÇÃO	160 MM	161 MM	21 Cº	100 Cº
MEDIA	160 MM	161 MM	21 C º	100 Cº

Variação da temperatura:

Δt = t – t0

Δt = 100 – 21

Δ = 79 Cº

Variação do comprimento:

ΔL = L – L0

ΔL = 161 - 160

ΔL = 1 mm

Calculo para encontrar o coeficiente de dilatação linear:

ΔL = L0 . α . Δt

1 = 160 . α . 79

1 = 12640. Α

α = 1/ 12640

α = 7,9114x10-5 ºC-1

Variação do raio do volume:

ΔR = 0,1/2

ΔR = 0,05 cm

Variação do volume:

ΔV = 4/3 .π . R3

ΔV = 4/3 . π . 0,053 = 5,23x10-4 cm

Raio do volume inicial

R = 16/2

R = 8 cm

Volume inicial:

V = 4/3. π. R3

V = 4/3 . π . 83

V = 2,14 cm

Volume da esfera 2:

ΔV = V – V0

5,23x10-4 = V – 2,14

V = 2,14 + 5,23x10-4

V = 2,1405 cm

ESFERA 3	COMP INICIAL	COMP FINAL	TEMP INICIAL	TEMP FINAL
1ª MEDIÇÃO	180 MM	181 MM	21 Cº	100 Cº
2ª MEDIÇÃO	180 MM	181 MM	21 Cº	100 Cº
3ª MEDIÇÃO	180 MM	181 MM	21 Cº	100 Cº
MEDIA	180 MM	181 MM	21 C º	100 Cº