ROTEIRO DE PROCEDIMENTOS LABORATORIAIS

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Introdução teórica

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Dilatação linear dos sólidos

Este tópico da disciplina é muito importante e interessante. Ao aquecermos um sólido, geralmente as suas dimensões aumentam. A este aumento de dimensões devido ao aquecimento denominamos de dilatação térmica (figura 1).

A dilatação térmica de um corpo, pelo aumento da temperatura, é devida ao aumento do estado de agitação das partículas constituintes do corpo, ou seja, as colisões entre as partículas, mais fortes após o aquecimento, provocam maior separação entre elas. Mais adiante, na disciplina de engenharia dos materiais, iremos tratar, de forma mais aprofundada, sobre os materiais metálicos e a sua estrutura cristalina e organização dos átomos nas redes cristalinas. Observe que também trataremos de outros materiais e a forma como os átomos e moléculas se agrupam.

Você deve observar que ao fenômeno inverso denominamos contração térmica, em que as dimensões do corpo diminuem devido à diminuição da agitação térmica entre as partículas. Note que podemos estudar a dilatação dos sólidos segundo as suas dimensões, ou seja, dilatação linear, dilatação superficial e dilatação volumétrica.  

Você já observou, em dias quentes, que os cabos de eletricidade das ruas “criam barrigas” maiores do que nos dias frios. Esse fenômeno que você constata é em virtude da dilatação térmica sofrida pelos fios de condução da eletricidade.

 

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Figura 1 – Dilatação linear de sólidos 

 

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Disponível em: http://azeheb.com.br/Produtos/dilatometro-linear/. Acesso em: 5 mai. 2016.

 

1.	Uma base de sustentação metálica de 10 cm x 67 cm com régua de 52 cm.
2.	Três corpos de prova de metais diferentes (latão, alumínio e aço).
3.	Um termômetro de –10°C a +110°C.
4.	Um balão de destilação de 250 ml.
5.	Uma rolha com furo para termômetro.
6.	Uma garra com mufa para fixação.
7.	Um tubo de látex com 40 cm de comprimento.
8.	Duas hastes fixas na base para suporte dos corpos de prova.
9.	Uma conexão para corpo de prova.
10.	Um relógio comparador, precisão 0,01 mm fixado na base.

  

Propagação de calor  

O engenheiro militar Rumford, em 1798, foi o primeiro a levantar a hipótese de que o calor é energia. Como ele trabalhava na perfuração de canos de canhão, observou que as peças a serem perfuradas se aqueciam por causa do trabalho executado pelo atrito na perfuração. Ou seja, a energia aplicada na efetivação daquela atividade era transportada para as peças, causando o aumento de sua temperatura.  [pic 6]

 

Hoje, considera-se que quando a temperatura de um corpo é elevada, a energia que ele possui dentro dele, chamada de energia interna, também se eleva.

Nos experimentos que você irá realizar, a propagação do calor é a passagem de energia térmica, que em movimento recebe o nome de calor, de um corpo para outro ou de uma parte do corpo para outra parte do mesmo corpo. Observe que a propagação de calor pode ocorrer por meio de três processos diferentes: condução, convecção e irradiação.

Kit de propagação de calor	[pic 7]

Disponível em: http://azeheb.com.br/Produtos/propagacao-de-calor/. Acesso em: 5 mai. 2016.

 

 

1.	Uma lâmpada e o seu respectivo soquete
2.	Barra de aço, latão e cobre para estudo da condução térmica
3.	Rolhas de borracha e vela para fixação
4.	Suporte universal com sistema para para coleta da condução de calor
5.	Suporte branco para colocação do termômetro.
6.	Suporte preto  para colocação do termômetro.
7.	Dois termômetros com escala variável (-10°C a 110 °C)
8.	Lamparina para aquecimento
9.	Caixa de fósforos
10.	Flanela para limpeza geral do equipamento.

 

 

Termômetros

Quando comparamos as temperaturas dos corpos apenas com o nosso tato, teremos somente uma ideia qualitativa dessas temperaturas. Para a temperatura ser considerada uma grandeza física, é preciso saber medi-la para que se tenha um conceito quantitativo dessa grandeza.

Substâncias termométricas – são líquidos, sólidos e gases cujas propriedades variam quando submetidos a uma variação de temperatura.

Grandezas termométricas – são aquelas propriedades das substâncias termométricas que sofrem variação com a temperatura.

Tipos de termômetros

Há diversos tipos de termômetros e cada um deles utiliza a variação de certa grandeza, ocasionada por uma variação da temperatura. Dessa forma, existem termômetros que são produzidos com base nas variações que a temperatura causa na cor de um sólido muito aquecido, na resistência elétrica de um material, no comprimento de uma haste metálica, no volume de um gás etc.  

Note que no nosso caso, para adquirir o conceito quantitativo de temperatura, não é necessário analisar esta grande variedade de materiais. Vamos desenvolver nossos experimentos e estudo baseando-nos apenas no tipo mais comum de termômetro, ou seja, aquele que relaciona a temperatura com a altura da coluna de um líquido no interior de um tubo capilar de vidro.