A3 FISICA - DINâMICA E TERMODINâMICA

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LABORATÓRIO DE FÍSICA 
DILATÔMETRO 
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AVALI AÇÃO DOS RESULTADOS 
 
PARTE I - DETERMINAÇÃO 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) 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. 
Substância α Max. α Min. Temperatura 
Latão 21,0 18,0 100 -390 
Cobre 18,0 14,0 100 -390 
Aço 14,0 10,0 540 -980 
 https://www.fisica.net/constantes/coeficiente-de-dilatacao-linear-(alfa).php 
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. 
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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 
400 24,9 49 97,7 72,8 
350 24,9 43 97,6 72,7 
300 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. 
 
 
 
 
 
 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. 
 
62
49
4337
0
10
20
30
40
50
60
70
250 300 350 400 450 500 550
∆L
 (m
m
)
L0 (mm) 
Comprimento ∆L x Comprimento inicial 
L0 
∆L (mm)i 𝒕𝒈 𝝋 𝒕𝒈 𝝋
500 62 0,12 
300 37 
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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. 
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AVALI AÇÃO DOS RESULTADOS 
 
PARTE I – DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE TÉRMICA DE UMA CALORÍMETRO 
 
 
A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da 
conservação de energia: 
QCEDIDO = QRECEBIDO 
 
QCEDIDO PELA ÁGUA QUENTE = QABSORVIDO PELO CALORÍMETRO 
 
m1c (T1 - Tf) = C (Tf - TC) 
C = m1c (T1 - Tf) / (Tf - TC) 
 
 
Onde: 
 
C = capacidade térmica do calorímetro; 
m1 = massa de água; 
c = calor específico da água (1cal/g °C); 
T1= temperatura da água quente; 
Tf = temperatura final de equilíbrio sistema; 
TC = temperatura no interior do calorímetro 
1. Com os dados obtidos, calcule a capacidade térmica do calorímetro. 
 
 
 RESPOSTA: C = ( )
( )
 
 
 C = , . ( , , )
( , , )
 C = ,
,
 C = 13,3390cal/℃ 
 
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 PARTE II – DETERMINAÇÃO DO CALOR ESPECÍFICO DE LÍQUIDOS 
 
 
 
A capacidade térmica C do calorímetro pode ser determinada pelo princípio da 
conservação de energia: 
QCEDIDO = QRECEBIDO 
 
Q CEDIDO PELO ÓLEO QUENTE = Q ABSORVIDO PELO CALORÍMETRO 
 
 
m1c (T1 - Tf) = C (Tf - TC) 
c = C (Tf - TC) / m1 (T1 – Tf) 
 
 
Onde: 
 
 
C = capacidade térmica do calorímetro; 
m1 = massa de óleo; 
c = calor específico do óleo; 
 
T1= temperatura do óleo quente; 
 
Tf = temperatura final de equilíbrio sistema; 
TC = temperatura no interior do calorímetro 
 
 
1. Com os dados obtidos, calcule o calor específico do óleo. Compare o valor obtido 
com valores de calor específico de óleos vegetais encontrados na internet. 
Justifique eventuais diferenças. 
 
 
 RESP OSTA: c = ( )
( )
 c = , ( , , )
, ( , , )
 c = ,
,
 
 c = 0,3980cal/g℃ 
 
 Óleo Combustível 0,450 Óleo de oliva 0,400 Óleo Lubrificante 0,400 
 http://www.gmfmontagens.com.br/assets/content/downloads/9804ac7d2c84e65959a8fa9202b0d7be.pdf 
 
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Conclusão: 
 Podemos concluir que o calor específico encontrado neste estudo se assemelha 
com o que está na internet, porém houve uma peuqna variação, a qual é tolerável, 
isso devido a forma como foi feito o experimento, considerando as perdas de calor 
durante os ensáios e também as diferenças nas aferições das leituras. Porém mesmo 
levando isso em consideração, podemos considerar os valores iguás devido às 
tolerâncias que existem. 
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CALOR ESPECÍFICO DE CORPOS SÓLIDOS 
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𝑐𝑎𝑙 
 
 
 
 
 
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) 
Temperatura 
do corpo (T2) 
(°C) 
Temperatura 
de equilíbrio 
(T3) (°C) 
FERRO 94,83 291,9 25,5 86,6 39,4 
ALUMINIO 94,05 100,85 25,5 90,6 36,7 
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. 
Ferro. 
291,9*c*47,2=94,83*1*13,9 
c= ,
,
 c = 0,096cal/g℃ 
 
 Alumínio. 
 100,85*c*53,9=94,05*1*11,2 
 c= ,
,
 c = 0,194cal/g℃ 
 
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 = 
0,11
 𝑐𝑎𝑙 ). 
𝑔.℃ 
 
 Comparando os dois resultados temos: 
 Porcentagem de erro do ferro = 13,02% 
 Porcentagem de erro do alumínio = 11,91% 
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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 °C 11,5cm 
Ambiente 24,8 °C 13,3cm 
Pontodo vapor 25,0 °C 23,9cm 
 
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. 
As marcas feitas para o ponto do gelo e do ponto do vapor ficaram 
razoávelmente próximas das marcas de fábrica do termoscópio, embora erros 
devem ser considerados na medição durante o experimento. O parâmetro 
obtido durante a realização do procedimento que pode gerar uma diferença 
entre as marcas é o da altura da coluna líquida h, isto deve-se a manipulação 
praticamente simultânea nas diferentes temperaturas quentes e frias. 
 
 
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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. 
 
 
 
 
 
 
 
 O coeficiente linear e angular da angular da equação que representa essa 
relação é dado pela equação: Ytemperatura = (X- 25,73) °C 
 
 
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. 
Utilizando o valor de h na equação obtida encontrei o valor da temperatura da 
água: yTemperatura = 27,9 – 25,73 yTemperatura = 2,17 °C., valores 
obtidos para a temperatura através da equação e através do termômetro 
foram semelhantes, as pequenas diferenças podem ser desconsideradas por 
tratar-se de um experimento manipulado pelo aluno sem um padrão definido 
ou automatizado para o controle das variaveis tempo x temperatura atraves da 
operação do sistema de aquecimento disponivel. 
ESTADO 
TÉRMICO 
TEMPERATURA INDICADA NO 
TERMÔMETRO A ÁLCOOL T 
(°C) 
ALTURA DA 
COLUNA LÍQUIDA H 
(cm) 
PONTO 
DO GELO 
0 0,00 
AMBIENTE 12,5 13,30 
PONTO 
DO 
VAPOR 
25 23,90 
0
5
10
15
20
25
30
Gráfico da altura (h) em função da 
temperatura (°C)
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