Dilatação Linear de Sólidos

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
Departamento de Física Aplicada e Termodinâmica 
Laboratório de Física II 
 
 
 
 
DILATAÇÃO LINEAR DE SÓLIDOS 
 
 
 
 
 Guilherme Menezes 
 Jônatas da Gama Azevedo 
 Patrick Mendes de Lima 
 
 
 Professor: Davi Oliveira 
 
 
 
 
Setembro/2015 
Rio de Janeiro - RJ 
 
 
2 
 
 
 
1 Introdução Teórica 
É possível afrouxar uma tampa metálica muito apertada de uma jarra de vidro 
colocando-a sob um jato de água quente. A tampa de metal se expande mais do que o 
vidro da jarra com o aumento da temperatura. Tal expansão térmica é decorrente do 
aumento do espaçamento interatômico das moléculas que formam o material, porém 
nem sempre é desejável. Os canos nas refinarias possuem laços de expansão, de modo 
a não se deformarem com o aumento da temperatura. 
Assim, num corpo sólido com comprimento inicial 𝐿˳ a variação da 
temperatura ∆L é proporcional a 𝐿˳ e à variação da temperatura ∆T. A equação para a 
expansão térmica fica conhecida como: 
∆𝐿 = 𝐿˳𝛼∆T 
onde 𝛼 é uma constante chamada de coeficiente de dilatação linear. O valor de 𝛼 
depende do material e da faixa de temperatura a que o material é submetido. Embora 𝛼 
varie um pouco com a temperatura, para muitas aplicações práticas podemos supor 
que seu valor é constante. O valor de 𝛼 pode ser encontrado por meio da equação: 
 𝛼 = (
(
∆𝐿
𝐿˳
)
∆T
) 
2 Objetivo 
Determinar o coeficiente de dilatação linear do material que constitui uma 
haste e determinar de acordo com a tabela abaixo que material é este. 
Material 𝛼(10ˉ6 ℃ˉ1) 
Alumínio 23 
Latão 19 
Bronze 18 
Cobre 17 
Aço 11 
Vido comum 9 
 
3 
 
3 Materiais e metodologia 
 
Quantidade Descrição 
M1 01 Haste metálica 
M2 01 Deflexômetro 
M3 01 Bécher 
M4 01 Erlenmayer 
M5 01 Tripé 
M6 01 Bico de Bunsen 
M7 03 Haste de Sustentação 
M8 01 Pegadores 
M9 01 Rolha com Mangueira 
M10 01 Régua 
M11 01 Termômetro 
 
Foram medidos o comprimento inicial da haste e a temperatura inicial do ambiente. 
Após isto o deflexômetro foi zerado e colocada determinada quantidade de água no 
Erlenmayer. 
O bico de Bunsen foi aceso e após algum tempo, a água entra em ebulição e o vapor 
produzido circula pela haste. 
Quando o ponteiro do deflexômetro se estabiliza é feita a leitura da variação de 
comprimento ∆𝐿. 
 
 
 
 
Representação do arranjo experimental 
 
 
4 
 
4 Dados do experimento e determinação do material 
Temperatura inicial - T˳= 23,6℃ 
Comprimento inicial da haste - L˳= 50 cm 
Variação de comprimento ∆𝐿 – 75(valor do deflexômetro) x 0,01 = 0,75 mm 
Temperatura final - 100℃ 
Variação da temperatura - ∆T = 76,4℃ 
Determinação de 𝛼: 
𝛼exp = (
(
∆𝐿
𝐿˳
)
∆T
) = (
(
0,75
500
)
76,4
) = 19,6 x 10ˉ6 ℃ˉ1 
Erro percentual =(
|𝛼−𝛼exp|
𝛼
) x 100= (
|19−19,633508|
19
) x100 = 3,33% 
 
O valor de 𝛼 teórico mais próximo é 19, logo, conclui-se que o material da haste é composto 
de Latão. 
5 CONCLUSÕES 
Com base nos dados finais do experimento, observou-se que conforme a 
temperatura do sistema sofreu variação, o material que compõe a haste também sofreu 
variação. O valor experimental encontrado se mostrou muito próximo do valor teórico, 
com um erro percentual de ≅ 3%. 
6 Referências 
[1] HALLIDAY, David, RESNIK Robert, WALKER, Jearl. Fundamentos de Física 2, 
volume 2, 4. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 1996. 175 p