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Física Experimental II Dilatação Térmica dos Sólidos Nome: Fagner Vergueiro Matricula: 201408023059 Introdução Em termodinâmica, dilatação térmica é o nome que se dá ao aumento do volume de um corpo ocasionado pelo aumento de sua temperatura, o que causa o aumento no grau de agitação de suas moléculas e consequente aumento na distância média entre as mesmas. A dilatação ocorre de forma mais significativa nos gases, de forma intermediária nos líquidos e de forma menos explícita nos sólidos, podendo-se afirmar que: Dilatação nos gases > Dilatação nos líquidos > Dilatação nos sólidos. Teoria Dilatação Linear Aplica-se apenas para os corpos em estado sólido, e consiste na variação considerável de apenas uma dimensão. Como, por exemplo, em barras, cabos e fios. Ao considerarmos uma barra homogênea, por exemplo, de comprimento a uma temperatura inicial . Quando esta temperatura é aumentada até uma (>), observa-se que esta barra passa a ter um comprimento (>). Com isso é possível concluir que a dilatação linear ocorre de maneira proporcional à variação de temperatura e ao comprimento inicial . Mas ao serem analisadas barras de dimensões iguais, mas feitas de um material diferente, sua variação de comprimento seria diferente, isto porque a dilatação também leva em consideração as propriedades do material com que o objeto é feito, este é a constante de proporcionalidade da expressão, chamada de coeficiente de dilatação linear (α). Assim podemos expressar: Dilatação Superficial Dilatação Volumétrica Objetivo Relacionar a variação de comprimento de um corpo de prova em função do comprimento inicial e da variação de temperatura Δt. Materiais Conjunto Para Dilatação Com Gerador de Vapor Elétrico. - Haste - Resistencia (queimador) - Suporte - Nanômetro - Termômetro - Fluido (água) - Régua -Metal condutor de calor Tabela Alguns valores usuais de coeficientes de dilatação linear: Substância Chumbo Zinco Alumínio Prata Cobre Ouro Ferro Platina Vidro (comum) Tungstênio Vidro (pírex) Procedimento Ao iniciar o experimento foi medido o Material linear “haste cilíndrica” (L0 0,11 M) e a Temperatura inicial T0 23 °C. Ligando a resistência elétrica aquecendo assim a água que se manteve há uma temperatura constante de 100 °C, na transferência de calor para a “Haste” onde houve uma dilatação não vista a olho nu, mas mediante aos dados colhidos com as fórmulas apresentadas. Dados e Cálculos. 495,08-495 = αx495x77 α = 0,8/38115 = 2,0x10 -5 ou seja Latão. Experimento 2°: L= 0,4/ 36138 = 1,16x10 -5 , ou seja Aço. Experimento 3°: L = 0,6/37620 => L= 1,6x10 -5 ou seja Cobre. Conclusões Os fatores que influenciam a Dilatação de um determinado material variando seu comprimento devido a variação de temperatura. A agitação das moléculas em função da amplitude somadas temos a grandeza chamada Temperatura. Com a troca de Calor sua variação de ganha e de perda dependendo do corpo que a recebe. Com o aumento da Temperatura as moléculas se agitam se distanciando-as umas das outras alterando as medidas dos Sólidos. Concluiu-se que todos os corpos se dilatam; e que a dilatação linear é aquela que ocorre variação em apenas uma dimensão, no comprimento do material.
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