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CENTRO UNIVERSITARIO DE JOÃO PESSOA – UNIPÊ

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Física Geral II e Experimental II

Estudante: Juarez de Brito Júnior

Dilatação Linear

23 de Outubro de 2015

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Objetivos

Este relatório visa relacionar a variação do comprimento de um corpo de prova metálico em função do seu comprimento inicial e da variação de temperatura, através da interpretação dos dados coletados durante a realização do experimento e do coeficiente de dilatação linear experimental calculado. Tal relação pode ser visualmente observada através do gráfico ∆L x

∆T.

Fundamentação Teórica

Dilatação Térmica é definida como qualquer variação de dimensão linear de um corpo com a temperatura.

Quando a temperatura de um corpo varia, ocorrem variações de comprimento em cada uma de suas dimensões, essas variações dependem da forma do corpo e da substância de que ele é feito. A dilatação térmica de um corpo, pode ser determinada através da equação 1.

(Eq. 1)

Onde:

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É a variação de comprimento do corpo, ou seja,                          (comprimento final

menos comprimento inicial);

É a variação de temperatura do corpo, ou seja,                        (temperatura final menos temperatura inicial);

Coeficiente de dilatação linear;

O coeficiente de dilatação linear α está associado à substância de que é feito o corpo em

questão.

Isolando     obtemos a equação 2.

(Eq. 2)[pic 2]

A eq. 2 mostra que     é o aumento fracional no comprimento por mudança unitária na temperatura. Embora    varie um pouco com a temperatura, para muitas aplicações praticas a

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temperaturas  ordinárias,  podemos  supor  que  ele  é  constante.  A  tabela  1  mostra  alguns coeficientes de dilatação linear.

Tabela 1- Coeficientes de Dilatação Linear de Alguns Materiais.

Substância
Chumbo	2,9
Alumínio	2,3
Latão	1,8
Cobre	1,7
Aço	1,1
Vidro (pirex)	3,2
Chumbo	2,9
Mercúrio	6,1

Descrevendo explicitamente a variação de comprimento na eq. 1: (Eq. 1)                                                   (Eq. 1.1)[pic 3]

E isolando o comprimento final do corpo obtemos: (Eq. 1.2)

Colocando o comprimento inicial em evidencia na equação 1.2 obtemos a equação 1.3. (Eq. 1.3)

Que também pode ser utilizada, de posse dos valores dos outros termos, para se determinar tanto o coeficiente de dilatação de um material quanto à dilatação térmica que o mesmo sofre.

Procedimento experimental

A tabela 2 apresenta os instrumentos bem como, todos os materiais e aparelhos que foram utilizados neste experimento.

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Tabela 2 – Aparelhos, Materiais, Instrumentos Utilizados.

Aparelhos	Materiais	Instrumentos de medição
Dilatômetro com base, medidor de dilatação, escala milimetrada, guia ajustável, guia de saída e sapatas niveladoras;	Corpo de Prova Metálico;	Medidor de Temperatura Eletrônico
Gerador de Vapor	Água	Medidor de Temperatura Analógico
	Conexão Rápida de Saída
	Conexão de Entrada
	Batente móvel de fim de curso
	Fonte de Calor

Inicialmente a temperatura do corpo de prova foi medida, bem como o comprimento inicial do mesmo, a partir do ponto fixo no guia ajustável até a guia de saída, onde esta fixo o batente de fim de curso. A Figura 1 apresenta o esquema de montagem da bancada experimental para realização do experimento.

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Figura 1 – Montagem da Bancada Experimental.

O experimento se deu através do seguinte procedimento: O gerador de vapor foi aquecido até que a água entrasse em ebulição. Após algum tempo, o termômetro foi encostado no fundo do  recipiente  e  a  temperatura  do  vapor  e  do  corpo  de  prova  foi  medida.  Quando  as temperaturas  de vapor e do  corpo  de prova  permaneceram  “aproximadamente” iguais,  a variação do comprimento do corpo de prova foi medida. Este procedimento foi realizado para comprimentos iniciais de 500mm, 400mm e 300mm. Cabe ressaltar que para o experimento