Dilatação Linear

1º – Definições

ΔL – variação de comprimento

L0 – comprimento inicial

α – coeficiente linear

Δθ – variação de temperatura

m – metros

ºC – graus Celsius

mm – milímetros

2º – Introdução

Quando os corpos são submetidos a uma variação de temperatura eles dilatam, ou seja, sofrem aumento ou diminuição nas suas dimensões. Vale deixar bem claro que essa variação é bem pequena, e que muitas vezes ela não é perceptível a olho nu, necessitando, assim, de equipamentos, como o microscópio, para poder visualizar.

Os corpos dilatam quando sofrem aumento na sua temperatura. Sabe-se que quando ocorre a variação da temperatura do corpo, os átomos que o constituem se agitam mais, com isso a distância média entre eles aumenta. Assim sendo, o corpo ganha novas dimensões, ou seja, ele se dilata. De uma forma geral, todos os corpos se dilatam após serem aquecidos e se contraem após terem sua temperatura reduzida.

A dilatação linear é aquela em que ocorre variação em apenas uma dimensão, ou seja, o comprimento do material. Imagine a seguinte situação: uma barra de metal de comprimento Li à temperatura ti, é aquecida até uma determinada temperatura tf. O que se percebe é que a barra, após o aquecimento, não tem mais o mesmo comprimento, ou seja, ela sofreu uma variação na sua dimensão, no seu comprimento, ela se dilatou. Veja:

Onde ΔL = Lf – Li é a variação do comprimento, ou seja, a dilatação linear da barra. E Δt = tf – ti é a variação da temperatura da barra. Experimentalmente verifica-se que:

- o comprimento inicial (Li) é proporcional à temperatura inicial (ti);

- o comprimento final (Lf) é proporcional à temperatura final (tf);

- a dilatação linear depende do material que constitui a barra.

Mediante essas constatações foi determinada a seguinte equação para dilatação linear dos corpos: ΔL = Liα Δt, onde α é denominada de coeficiente de dilatação linear, é uma constante característica do material que constitui o corpo.

3º – Objetivo

Determinar os coeficientes de dilatação linear das três hastes de metal.

4º – Desenvolvimento (Materiais e Métodos)

No laboratório de Física Experimental estavam disponíveis uma haste de metal, uma manta aquecedora, um termômetro com escala em Celsus e mesa suporte, conforme ilustrado as figuras abaixo:

Figura – 01

Figura - 02

Também estavam disponíveis um dilatômetro de precisão em milímetros conforme ilustra as figuras abaixo:

Figura – 03

Figura - 04

Na figura abaixo o experimento iniciou.um béquer de 50 ml foi acionado na saída da mangueira do dilatômetro para que posteriormente fosse medido a temperatura(figura 06) .

Figura – 05

Figura – 06

Na primeira parte do experimento foi