Relatório Física Experimental 2 - DILATAÇÃO LINEAR

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DILATAÇÃO LINEAR
 
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. 
Objetivos 
Estudar o coeficiente de dilatação térmica de diferentes tipos de materiais
Teoria
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
 
Material Utilizado
Gerador de Vapor
Dilatômetro Linear
Termômetro
 Procedimento Experimental 
Ao iniciar o experimento foi medido o Material linear “haste cilíndrica” e a temperatura inicial T0. Ligando a resistência elétrica aquecendo assim a água que se manteve há uma temperatura constante de 98°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.
Tabela
Alguns valores usuais de coeficientes de dilatação linear:
	Substância
	
	Chumbo
	
	Zinco
	
	Alumínio
	
	Prata
	
	Cobre
	
	Ouro
	
	Ferro
	
	Platina
	
	Vidro (comum)
	
	Tungstênio
	
	Vidro (pírex)
	
 
 Dados Experimentais:	
 T0 = 24°C
 Tfinal = 98°C
 L0 = 479 mm = 0,479m 
 ∆L = 70 x 0.01 = 0,7 	 α = 0,7
 ∆T = 98 – 24 = 74 				 0,479 x 74
							
							 α = 0,7
 				 35,446
									
							 α = 0,019748349
 
 			α = 1,9x10^6 – Prata 
Resistencia dos Materiais
Resistência dos materiais significa a capacidade do material resistir a uma força a ele aplicada. A resistência de um material é dada em função de seu processo de fabricação e os cientistas empregam uma variedade de processos para alterar essa resistência posteriormente. Estes processos incluem encruamento (deformação a frio), adição de elementos químicos, tratamento térmico e alteração do tamanho dos grãos. Estes métodos podem ser perfeitamente quantificados e qualificados. Entretanto, tornar materiais mais fortes pode estar associado a uma deterioração de outras propriedades mecânicas. Por exemplo, na alteração do tamanho dos grãos, embora o limite de escoamento seja maximizado com a diminuição do tamanho dos um indicador adequado de sua resistência mecânica.
O dimensionamento de peças, que é o maior objetivo do estudo da resistência dos materiais, se resume em analisar as forças atuantes na peça, para que a inércia da mesma continue existindo e para que ela suporte os esforços empregados. Para isso é preciso conhecer o limite do material. Isso pode ser obtido através de ensaios que, basicamente, submetem a peça ao esforço que ela deverá sofrer onde será empregada, a condições padrão, para que se possa analisar o seu comportamento. Esses dados são demonstrados em gráficos de tensão x deformação. A tensão em que nos baseamos é o limite entre o regime elástico e o plástico. Mas para fins de segurança é utilizado um c.s. (coeficiente de segurança) que faz com que dimensionemos a peça para suportar uma tensão maior que a tensão limite mencionada acima.
Tudo isso é necessário para que se obtenha total certeza nos resultados, já que pequenos erros podem acarretar grandes problemas mais adiante, isso se agrava mais ainda se estivermos falando de pessoas que podem ter suas vidas colocadas em perigo por um cálculo mal feito. A ciência de resistência dos materiais é também muito importante para que não se tenha prejuízos gastando mais material do que o necessário, acarretando também em outro problema que é o excesso de peso. Pois a forma da peça também influencia na sua resistência, assim pode-se diminuir a quantidade de material sem interferir na mesma.
Porquê diferentes tipos de materiais sofrem diferentes dilatações ao serem submetidas a mesma variação de temperatura? 
Os fatores que influenciam a Dilatação de um determinado material variando seu comprimento devido a 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.
Conclusão
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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