Relatório-Dilatação Linear

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Dilatação Linear
Isabela da Silva RA:******
Engenharia de Produção- Confecção Industrial
Maringá-2024
INTRODUÇÃO
Em primeiro lugar, o processo de dilatação é a variação nas dimensões (tamanho) de um objeto devido à variação
da temperatura e está presente em nosso dia a dia, tendo o seu processo e consequências mais comuns do que é
imaginado. Sendo assim, espaços entre linhas, ferrovias, pontes, calçadas ou até mesmo reformas de piso e paredes
com azulejos possuem espaços entre o próprio piso e azulejos para que, em dias quentes, tenha espaço o suficiente
para dilatar sem quebrá-los, considerando a flexibilidade do rejunte utilizado.
Nesse sentido, no presente experimento será trabalhado sobre a dilatação linear, ou seja, ocorre quando um corpo
sofre aumento em sua temperatura e, consequentemente, há aumento na distância entre dois pontos em seu interior.
Como, por exemplo, o aumento do comprimento de uma barra e o aumento do raio de uma esfera, contendo como
objetivo determinar experimentalmente o coeficiente de dilatação linear de uma barra metálica e a identificação do
material da barra.
MÉTODO DE INVESTIGAÇÃO
Neste experimento foi utilizado os seguintes materiais:
● Dilatômetro linear
● Fonte de tensão DC
● Multímetro
PROCEDIMENTOS
Para começar o experimento, é necessário fazer anotações deixando um intervalo (5 em 5) de tensão no qual será
importante para atingir a resistência esperada. O material foi montado pelo professor e, desde então, começamos a
preparar a escala de ohmímetro, ou seja, conectamos os fios preto e vermelho no multímetro e na fonte conforme o
comando da apostila e dos equipamentos, deixamos o dilatômetro linear esquentar um pouco, ligamos a fonte de
tensão na tomada e aumentamos a tensão até 10 para a sua inicialização.
Em segundo lugar, após ligar todos os componentes necessários, é preciso deixar um intervalo de níveis de tensão
a cada etapa como citado anteriormente. Nesse sentido, é necessário monitorar o multímetro até o mesmo atingir o
valor esperado da tabela (resistência) e fazer a anotação do local no qual apontou que ficou estável no relógio
comparador. O experimento continuará dessa forma, valendo observar sempre o valor da tensão e aumentar segundo
a tabela 1 deste relatório. Feito isso, zere a fonte e desligue os equipamentos.
É de suma importância ressaltar que o tipo de material utilizado influencia muito no tempo de realização do
experimento, neste caso foi utilizado inox e, consideravelmente, demorou para chegar em uma temperatura que
apontasse rapidamente a resistência.
DADOS OBTIDOS EXPERIMENTALMENTE
Coeficiente de dilatação linear do Aço Inox = 17 × 10−6
Temperatura inicial (ambiente) da barra: 23ºC
Leitura da variação do comprimento: △𝐿(µ𝑚)
Tensão fornecida: V
Tabela 1- Valores obtidos durante o aquecimento do tubo metálico que compõem o dilatômetro.
Medida V(V) Resistência R (Ω) △𝐿(µ𝑚)
1 10 110 0
2 10 112 5
3 10 114 9,5
4 10 116 16
5 15 117 19
6 15 118 21
7 15 120 26
8 20 122 32
9 20 124 38
10 20 126 44
11 20 128 47
12 25 130 54
13 25 132 58
=53,74 +/- 0,05 cm𝐿
0
Valor da média dos valores = 28.42△𝐿(µ𝑚)
INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS
Tabela 2- Dados da temperatura para cada valor obtido no multímetro.
Medida △𝐿(µ𝑚) T(ºC)
1 0 25,94
2 53,74 31,13
3 53,74 36,3
4 53,74 41,52
5 53,74 44,12
6 53,74 46,72
7 53,74 51,91
8 53,74 57,91
9 53,74 62,30
10 53,74 66,49
11 53,74 72,69
12 53,74 77,88
13 53,74 83,08
Gráfico 1 - Leitura da variação do comprimento∆L (μm) x Temperatura (ºC).
k = 4,88𝑘 = △(△𝐿)△𝑇 𝑘 =
28,4 × 10−6
58,08 × 10
−7
Coeficiente linear
(ºCα = 𝑘𝐿
0
α = 4,88 × 10
−7
53,74 × 10−2
α = 9, 08 × 10−7 )−1
Desvio Percentual
𝐷
𝑥
= 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜− 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
|| || × 100% 𝐷𝑥 =
17 ×10−6− 9,08 × 10−7
17 ×10−6
|||
||| × 100% = 46, 5%
● O metal que constitui o tubo metálico é o Aço Inox com o desvio percentual de aproximadamente 46,5%
CONCLUSÃO
Concluímos que a dilatação linear é proporcional, ou seja, avançou de acordo com a temperatura, já que o aço
inox tende a continuar o seu processo de expansão da temperatura e comprimento de acordo com os dados coletados
no experimento. Porém, como observação a temperatura foi aumentando e houve uma considerável expansão
aplicada no inox levando o relógio comparador ficar relativamente com uma contagem mais rápida a partir da
Medida 4 e logo, na Medida 8 acelerou mais a contagem.
BIBLIOGRAFIA
Material e apoio: Apostila de Física Experimental fornecida pelo professor.
Manual de Laboratório de Física Experimental II-Profa. Hatsumi Mukai e Prof. Paulo R. G. Fernandes-UEM.