Relatório Dilatação Térmica-2019

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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO PAULO – FATEC 
 
 
 
 
Turma - EDIFÍCIOS 
 
RELATÓRIO DA EXPERIÊNCIA 4 
DILATAÇÃO TÉRMICA 
 
 
 
 
 
Lucas Araújo Guerra de Sousa 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2019 
 
 
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Sumário 
 
DILATAÇÃO TÉRMICA ............................................................................................................................. 3 
Materiais ............................................................................................................................................. 4 
Tabela 1: Medidas das variações de temperatura e respectivas dilatações das barras. ................. 5 
Gráficos ................................................................................................................................................... 5 
Tabela 2: Valores experimentais dos coeficientes de dilatação linear. ............................................ 6 
Coeficientes de dilatação médios e seus respectivos desvios padrão. ............................................. 6 
Comparação dos valores encontrados com os valores tabelados. ................................................... 6 
Referências bibliográficas ...................................................................................................................... 7 
Memorial de Cálculos ............................................................................................................................. 8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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DILATAÇÃO TÉRMICA 
 
1. Objetivo da experiência: Determinar o coeficiente de dilatação linear para 
três materiais: cobre, latão e alumínio. 
2. Introdução 
A dilatação linear é caracterizada pelo aumento do comprimento de um corpo ao 
ser submetido a um aumento de temperatura. 
A dilatação linear ocorre quando um corpo sofre aumento em sua temperatura e, 
consequentemente, há aumento na distância entre dois pontos em seu interior. São 
exemplos desse fenômeno o aumento do comprimento de uma barra, o aumento do 
raio de uma esfera e o aumento da diagonal de um quadrado ou de um cubo. 
Observe o exemplo a seguir: 
 
 
Para fazer uma análise da dilatação linear, tomemos como exemplo essa barra. Seu 
comprimento inicial é L0 para uma temperatura Ti. A temperatura é elevada e atinge 
um valor T, o que causa um aumento da barra para um tamanho L. 
A variação da temperatura é calculada pela diferença entre a temperatura final e a 
inicial: 
ΔT = Tf - Ti 
Da mesma forma, podemos calcular a variação de comprimento causada por essa 
variação da temperatura: 
ΔL = L – L0 
Como vimos, a dilatação linear sofrida pela barra é proporcional ao aumento de 
temperatura, de forma que quanto maior for esse aumento, maior será a dilatação. 
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/a-temperatura-suas-escalas.htm
 
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Ela também depende do comprimento inicial e do material que constitui a barra, uma 
vez que cada material apresenta um comportamento diferente ao ser submetido a 
variações de temperatura. 
Observando essas relações, obtemos uma relação matemática para calcular a 
dilatação, que é chamada de Lei da dilatação linear: 
Δ L = α . L0 . Δ T (1) 
 
A letra grega α representa o coeficiente de dilatação linear do material que constitui 
a barra e assume um valor específico para cada tipo de material. Sua unidade de 
medida é o grau Celsius recíproco (ºC-1). 
 
 
3. Metodologia 
Materiais 
 
• Relógio comparador; 
• Termômetro digital; 
• Balão Volumétrico; 
• Lamparina; 
• Dilatômetro; 
• Corpo de prova (barras de cobre, latão e alumínio). 
As barras encontravam-se inicialmente mergulhadas em água em temperatura 
ambiente numa calha. Anotamos a temperatura da água (Ti) e retiramos uma barra 
(corpo de prova) e encaixamos a barra no dilatômetro, colocamos a conexão rápida 
de saída lateral (a barra possui um orifício na lateral que coincide com o orifício da 
conexão). Ajustamos o sensor do termômetro digital na conexão rápida de saída 
lateral, até atravessar o orifício do tubo, atingindo seu interior. Posicionamos a barra 
de modo que encostasse no relógio comparador e fixamos a barra. Colocamos a 
conexão rápida de saída longitudinal na extremidade livre da barra. Fixamos o 
ponteiro do relógio comparador e no zero e acoplamos o dissipador térmico entre as 
 
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mangueiras. Acendemos a lamparina para aquecer a água do balão volumétrico. 
Aguardamos a estabilização da leitura do relógio comparador e do termômetro 
digital. Fizemos a leitura da dilatação linear ΔL no relógio comparador e a leitura da 
temperatura final Tf no termômetro digital, anotando os resultados na tabela 1. 
Repetimos esse procedimento 3 vezes (com barras diferentes) para cada um dos 
materiais. 
4. Resultados 
 
L0 = (0,50 ± 0,01) m 
 
Tabela 1: Medidas das variações de temperatura e respectivas dilatações das 
barras. 
 
Gráficos 
 
COBRE LATÃO ALUMÍNIO 
TI (°C) TF (°C) ΔT(°C) ΔL (mm) TI (°C) TF (°C) ΔT(°C) ΔL (mm) TI (°C) TF (°C) ΔT(°C) ΔL (mm) 
25,0 97,9 72,0 0,50 28,0 97,0 69,0 0,58 26,0 99,0 73,0 0,75 
30,0 98,0 68,0 0,42 230,0 98,0 68,0 0,53 28,0 99,0 71,0 0,74 
35,0 98,0 63,0 0,48 31,0 99,0 68,0 0,52 29,0 99,0 70,0 0,76 
 
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Tabela 2: Valores experimentais dos coeficientes de dilatação linear. 
 
 COBRE LATÃO ALUMÍNIO 
 α (°C
-1) α(°C-1) α(°C-1) 
1 0,000013889 0,000016811 0,000020548 
2 0,000012353 0,000015588 0,000020845 
3 0,000015238 0,000015294 0,000021714 
 
Coeficientes de dilatação médios e seus respectivos desvios padrão. 
αCOBRE =(0,0000138 ± 0,0000014) °C-1 
αLATÃO =(0,0000159 ± 0,0000008) °C-1 
αALUMÍNIO =(0,0000210 ± 0,0000006) °C-1 
Comparação dos valores encontrados com os valores tabelados. 
Valores teóricos de α, retirados da tabela do livro Halliday, citado nas referências 
bibliográficas. Valores experimentais constam no memorial de cálculo. 
E%cobre= 24,12% 
E%latão= 11,10% 
E%alumínio= 6,52% 
 
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Conclusão: Com exceção do coeficiente de dilatação do cobre (que teve um erro 
de 24,12%), os valores dos coeficientes de dilatação encontrados estão dentro do 
limite aceitável de erro, o que denota que a experiência foi feita de forma eficiente e 
comprovou a teoria. 
 
 
 
 
 
Referências bibliográficas 
 
Cainelli, Domenico Paulo Bruno. Apostila do laboratório de física 2. São Paulo. 2010. 
Fatec São Paulo. 
 
Halliday,David./ Resnick, Robert./ Walker, Jearl. – Fundamentos da Física, V. 2. Rio 
de Janeiro: LTC, 2013. 
 
Penteado, Paulo Cesar M./ Torres, Carlos Magno A. – Física, Ciência e Tecnologia 
V. 1, 1ª edição. São Paulo: Moderna, 2005. 
 
Dilatação térmica linear. Disponível em: 
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm. Acesso em: 
28/11/2019, às 18h30min. 
 
 
 
 
 
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm
 
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Memorial de Cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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