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PARTE I - DETERMINAIÃO DO COEFICIENTE DE DILATAIÃO LINEAR 1. Anote na Tabela 1 os valores obtidos durante a primeira parte do experimento. Utilize a equação 1 para calcular o coeficiente de dilatação linear α de cada material, lembrando que o comprimento inicial dos corpos de prova é L0 = 500 mm. Material T0 (°C) ∆L (mm) T (°C) ∆T (°C) α (°C-1) Cobre 24,9 62 72,8 0,001703297 Latão 24,9 69 72,7 0,001898212 Aço 25 39,5 72,5 0,001089655 Tabela 1 – Temperatura e dilatação dos corpos de prova com diferentes materiais ∆𝐿 = 𝛼. 𝐿0. ∆𝑇 (1) 2. Pesquise na internet o valor do coeficiente de dilatação de cada material e compare com o calculado. Justifique eventuais diferenças. Material a MAX. a MIN. Temperatura cobre 21,0 18,0 100-390 Latão 18,0 14,0 100-390 AÇO 14,0 10,0 540-980 LABORATÓRIO DE FÍSICA DILATÔMETRO Resposta: Possivelmente as diferenças foram ocasionadas pela imprecisão nas medições, as quais tiveram muito pouca variação, porém a variação que encontramos está dentro da faixa de tolerância que encontramos nas tabelas da internet. 10 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br PARTE II: VARIAIÃO NO COMPRIMENTO FINAL DE UM TUBO METÁLICO EM FUNIÃO DO SEU COMPRIMENTO INICIAL 1. Anote na Tabela 2 os valores obtidos durante a segunda parte do experimento. L0 (mm) T0 (°C) ∆L (mm) T (°C) ∆T (°C) 500 25 62 97,5 72,5 450 24,9 49 97,7 72,8 300 24,9 43 97,6 72,7 350 24,9 37 97,6 72,7 Tabela 2 – Temperatura e dilatação dos corpos de prova com diferentes comprimentos 2. Construa o gráfico variação do comprimento ∆L x comprimento inicial L0 e determine seu coeficiente angular. 3. Determine o coeficiente angular do gráfico ∆L x L0 e explique o que ele representa. ∆L(mm)i 𝒕𝒈ɸ 𝒕𝒈ɸ 500 62 0,12 300 37 Resposta: Representa a inclinação da reta, ou seja, o gráfico do comprimento do corpo de prova em função da temperatura de sua temperatura é uma reta. 4. Com base nos seus conhecimentos, verifique a validade da afirmação: “A variação no comprimento de um material, para uma mesma variação de temperatura, é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial.” Resposta: Podemos validar está afirmação porque, a dilatação depende não só da variação da temperatura, mas também das dimensões (comprimento inicial) e do material de composição da barra, visto que os materiais apresentam diferentes comportamentos quando submetidos a mesma variação de temperatura. AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS PARTE I - DETERMINAIÃO DO COEFICIENTE DE DILATAIÃO LINEAR 3. Anote na Tabela 1 os valores obtidos durante a primeira parte do experimento. Utilize a equação 1 para calcular o coeficiente de dilatação linear α de cada material, lembrando que o comprimento inicial dos corpos de prova é L0 = 500 mm. Material T0 (°C) ∆L (mm) T (°C) ∆T (°C) α (°C-1) Cobre 24,9°c 0,86 97,2°c 72,3 2,38. 10-3 Latão 24,9°c 0,69 97,2°c 72,4 1,91. 10-3 Aço 24,9°c 0,40 97,2°c 72,2 1,11. 10-3 Tabela 1 – Temperatura e dilatação dos corpos de prova com diferentes materiais ∆𝐿 = 𝛼. 𝐿0. ∆𝑇 (1) 4. Pesquise na internet o valor do coeficiente de dilatação de cada material e compare com o calculado. Justifique eventuais diferenças. Referência: https://www.google.com.br/search?q=coeficiente+de+dilata%C3%A7%C3%A3o&sxsrf=APq-WBvkU2-9Yl2qXysl5LmVKvgXJSE-lw:1648678926726&tbm=isch&source=iu&ictx=1&vet=1&fir=CBYKhd9Ud8-rCM%252CVG7z2R_A8NtJrM%252C_%253BcTd3ORB2z-fYnM%252C6nIo-UCAaUPqSM%252C_&usg=AI4_-kTraFvV_G9jjKl3sx5llyAgdy3FGg&sa=X&ved=2ahUKEwj0rZrO7-72AhVHrZUCHWI9ApgQ_h16BAgQEAE&biw=1093&bih=508&dpr=1.25#imgrc=CBYKhd9Ud8-rCM Justificativa: Os valores encontra-se dentrode uma margem de erro coerente, as diferenças podem ser por erro de calibraçaõ do operador,ambiente externo ou possiveis arredondamentos. LABORATÓRIO DE FÍSICA DILATÔMETRO 10 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br PARTE II: VARIAIÃO NO COMPRIMENTO FINAL DE UM TUBO METÁLICO EM FUNIÃO DO SEU COMPRIMENTO INICIAL 5. Anote na Tabela 2 os valores obtidos durante a segunda parte do experimento. L0 (mm) T0 (°C) ∆L (mm) T (°C) ∆T (°C) 500 24,9°c 0,86 97,2°c 72,3 450 24,9°c 0,49 97,2°c 72,3 300 24,9°c 0,42 97,2°c 72,3 350 24,9°c 0,36 97,2°c 72,3 Tabela 2 – Temperatura e dilatação dos corpos de prova com diferentes comprimentos 6. Construa o gráfico variação do comprimento ∆L x comprimento inicial L0 e determine seu coeficiente angular. 7. Determine o coeficiente angular do gráfico ∆L x L0 e explique o que ele representa. 8. Com base nos seus conhecimentos, verifique a validade da afirmação: “A variação no comprimento de um material, para uma mesma variação de temperatura, é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial.” Sim,afirmação verdadeira AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Complete a Tabela 1 abaixo com os dados obtidos no experimento. Corpo de prova Massa de água (m1) (g) Massa do corpo de prova (m2) (g) Temperatura calorímetro + água (T1) (°C) Temperatur a do corpo (T2) (°C) Temperatura de equilíbrio (T3) (°C) Ferro 91,92 292,38 25,3 86,1 39,1 Alumínio 91,92 101,02 25,3 89,7 39,7 Tabela 1 – Valores coletados no experimento 2. Considerando que o calor liberado pelo corpo de prova deve ser igual ao calor absorvido pela água e pelo calorímetro, calcule o calor específico do ferro e do alumínio. 3. Compare os valores de calor específico obtidos no experimento com os tabelados. Qual foi a porcentagem de erro? (𝑐𝐴𝑙𝑢𝑚í𝑛𝑖𝑜 = 0,22 𝑔.℃ e 𝑐𝐹𝑒𝑟𝑟𝑜 =𝑐𝑎𝑙 0,11 𝑐𝑎𝑙 ). 𝑔.℃ Material Tabelado Experimento Erro % C Ferro 0,11 0,09 16% C Aluminio 0,22 0,22 0 % AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Complete a Tabela 1 abaixo com os dados obtidos no experimento. Estado térmico Temperatura indicada no termômetro a álcool T (°C) Altura da coluna líquida h (cm) Ponto do gelo 0 9,5 Ambiente 23 12,8 Ponto do vapor 98,5 23,5 Tabela 1 – Dados experimentais 2. Repare se as marcas feitas para o ponto do gelo e do ponto do vapor coincidem com as marcas de fábrica do termoscópio. Qual parâmetro obtido durante a realização do procedimento pode gerar uma diferença entre as marcas? Justifique. Resposta : Para o ponto de gelo a marcações está coincidindo com a da fábrica, porém no ponto de vapor elas não coincidem, isso devido à pressaão atimosférica. Possivelmente na região onde este termoscópio foi fabricado a pressão atmosférica é menor do que a do laboratório, isso causou a diferença na leitura, levando em consideração a altitude tomada pelo altimetro. 3. Construa um gráfico da altura (h) em função da temperatura (°C) utilizando o teorema de Tales. Determine o coeficiente linear e angular da equação que representa essa relação. Coeficiente linear= 9,5 Coeficiente angular= 0,142 LABORATÓRIO DE FÍSICA EQUAÇÃO TERMOMÉTRICA 10 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 4. Ferva a água, sem atingir a ebulição, e insira o termoscópio na água. Marque e meça a altura da coluna. Utilize o valor de h na equação obtida anteriormente e encontre o valor da temperatura da água. Utilize o termômetro a álcool para medir a temperatura da água e compare os valores obtidos para a temperatura através da equação e através do termômetro. Caso exista diferença entre esses valores, identifique as possíveis fontes para essa discrepância.
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