expansão termica

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ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITARIA
LUANNE DE OLIVEIRA
RA: 2025393407
	
Relatório de Aula Prática – Física Geral e Experimental - Energia 
Física Geral e Experimental - Energia
LUANNE DE OLIVEIRA
 
 
 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA TEMPERATURA E CALOR – EXPANSÃO TERMICA
Roteiro de Aula Prática apresentado a Universidade ANHANGUERA EDUCACIONAL como requisito para Obtenção de média para a disciplina de Física Geral e Experimental - Energia. Tutor(a) à Distância: Katielly Tavares dos Santos
Sumário
INTRODUÇÃO	5
2. OBJETIVOS	6
3. MATERIAIS:	7
4. EXPERIMENTO- DILATOMETRO	8
3. Cálculo do Coeficiente	10
5. EVIDENCIAS DO EXPERIMENTO	11
CONCLUSÃO	13
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS	14
INTRODUÇÃO
O dilatômetro é um instrumento essencial utilizado para medir a variação das dimensões dos materiais em função da temperatura, possibilitando o estudo dos efeitos de dilatação e contração térmica. Em termos simples, ele avalia como um material se expande quando aquecido e se retrai ao ser resfriado.
No experimento realizado no site ALGETEC, esse equipamento foi utilizado para apresentar, de forma interativa e prática, os conceitos de dilatação térmica. Por meio de uma simulação digital, foi possível observar as alterações nas dimensões do material quando submetido a diferentes temperaturas, o que facilita a compreensão dos fenômenos físicos envolvidos. Essa metodologia inovadora torna o aprendizado mais dinâmico e aproxima a teoria da prática, permitindo uma análise visual e mais precisa do comportamento térmico dos materiais.
2. OBJETIVOS
O objetivo do experimento com o dilatômetro é medir e avaliar a variação dimensional de um material em resposta às mudanças de temperatura. Dessa forma, é possível demonstrar, na prática, o fenômeno da dilatação térmica, ou seja, como os materiais se expandem quando aquecidos e se contraem ao serem resfriados. Essa análise é importante para entender o comportamento térmico dos materiais em diferentes condições e aplicar esses conhecimentos em situações práticas da engenharia e da física.
3. MATERIAIS: 
· Termômetro: É utilizado para medir a temperatura do corpo sujeito ao aquecimento.
· Calço de silicone: Auxilia na fixação do corpo de prova na base de ensaio.
· Sistema de aquecimento: Sistema composto por uma vidraria Erlenmeyer e um bico de Bunsen que quando acionado aquece a água a 100 °C gerando um fluxo do vapor que é direcionado para dentro do corpo de prova posicionado na base.
· Receptor de água condensada: Durante a troca térmica entre o vapor de água e o corpo de prova a água pode condensar e este receptor armazena a água oriunda desta troca térmica.
· Sistema de medição: É utilizado para medir a dilatação térmica do material quando submetido ao aquecimento proporcionado pelo vapor de água.
· Base de ensaio: Base onde será fixado o corpo de prova para a realização do ensaio.
· Corpos de prova: Corpos cilíndricos com um orifício para que o vapor gerado no sistema de aquecimento percorra-o.
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4. EXPERIMENTO- DILATOMETRO
 Parte I- DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE DILATAÇÃO 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)
	∆T (°C)
	A (°C-¹)
	Cobre
	24,9
	0,86
	97,7
	74,2
	2,35.10-⁵
	Latão
	24,9
	0,69
	97,8
	74,5
	1,99.10-⁵
	Aço
	24,9
	0,40
	97,7
	74,2
	1,11.10-⁵
Tabela 1- temperatura e dilatação dos corpos de prova com diferentes materiais
ΔL = α · L₀ · ΔT
2. Pesquise na internet o valor do coeficiente de dilatação de cada material e compare com o calculado. Justifique eventuais diferenças.
	Tabela com valores de coeficiente de dilatação linear de alguns materiais
	MATERIAL
	α 
 (10-⁵ °c-¹)
	 MATERIAL 
	α
 (10-⁵ °c-¹)
	Chumbo
	2,9
	Ferro
	1,18
	Zinco
	2,5
	Platina
	0,9
	Alumínio
	2,2
	Vidro comum
	0,9
	Latão
	2,0
	Vidro pirex
	0,3
	Cobre
	1,7
	Ouro
	1,5
	Aço
	1,2
	Concreto
	1,2
Tabela 2: coeficiente de dilatação do cobre e latão
R: Não foram observadas diferenças significativas entre os valores obtidos experimentalmente e os valores da literatura. As pequenas variações podem ser atribuídas a erros experimentais, limitações da simulação e aproximações nos cálculos realizados
PARTE II: VARIAÇÃO NO COMPRIMENTO FINAL DE UM TUBO 
METÁLICO EM FUNÇÃO DO SEU COMPRIMENTO INICIAL 
1. Anote na Tabela os valores obtidos durante a segunda parte do experimento
	L0 (mm)
	T0 (°C)
	∆L (mm)
	T(°C)
	∆T(°C)
	500
	24,9
	0,86
	97,7
	74,2
	450
	24,9
	0,77
	97,8
	74,2
	300
	24,9
	0,51
	97,2
	74,2
	350
	24,9
	0,60
	97,7
	74,2
Tabela 1 – 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.
R: A partir do gráfico ΔL x L₀, foi obtida a equação da reta:
Y = 0,0017x – 0,439
O coeficiente angular da reta é m = 0,0017.
Esse valor representa o produto entre o coeficiente de dilatação linear do material (α) e a variação de temperatura (ΔT). O pequeno desvio no coeficiente linear pode ser explicado por erros experimentais ou limitações da simulação.
3. Cálculo do Coeficiente
3.1 determine o coeficiente angular do gráfico ΔL x L₀, e explique o que ele representa.
R: A partir do gráfico ΔL x L₀, gerado com os dados experimentais, foi obtida a equação da reta y = 0,0017x - 0,005. O coeficiente angular da reta é m = 0,0017. Fisicamente, esse valor representa o produto entre o coeficiente de dilatação linear do material (α) e a variação de temperatura (ΔT) sofrida pelos corpos de prova (m = α. ΔT). Esse resultado confirma a relação de proporcionalidade entre a variação do comprimento e o comprimento inicial do tubo metálico.
3.2 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”.
R: A afirmação é verdadeira. Como observado no experimento, para uma variação de temperatura constante de aproximadamente 74,2 °C quanto maior o comprimento inicial (L₀) da barra, maior foi a sua expansão (ΔL). Matematicamente, isso foi comprovado pelo gráfico de dispersão, onde os pontos se alinharam em uma reta com coeficiente de determinação (R²) de 0,9996, indicando uma correlação linear quase perfeita entre as grandezas.
5. EVIDENCIAS DO EXPERIMENTO 
Figura 1 – Temperatura inicial do corpo de prova antes do aquecimento (24,9 °C).
Figura 2 – Aquecimento do corpo de prova no dilatômetro, atingindo aproximadamente 97,8 °C.
Figura 3 – Sistema de aquecimento do experimento, composto por bico de Bunsen e recipiente com água em ebulição.
CONCLUSÃO 
O experimento com o dilatômetro permitiu observar, na prática, o fenômeno da dilatação térmica em materiais metálicos. Foi possível verificar que o aumento da temperatura provoca a expansão dos materiais, sendo essa variação diretamente proporcional ao comprimento inicial, conforme previsto pela teoria.
Os coeficientes de dilatação linear obtidos experimentalmente apresentaram valores próximos aos encontrados na literatura, validando os resultados do experimento. Além disso, a análise do gráfico ΔL x L₀ confirmou a relação linear entre as grandezas, evidenciada pelo coeficiente angular da reta.
Dessa forma, o experimento contribuiu para a compreensão dos efeitos da temperatura sobre os materiais e da importância da dilatação térmica em aplicações práticas da engenharia e da física.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO. Laboratório Virtual: Dilatômetro. Disponível em: [link do seu AVA]. Acesso em: 18 mar. 2026.
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. v. 2.
Variação do Comprimento ( ΔL) vs Comprimento Inicial (L0)	(ΔL em mm)	
500	450350	300	0.86	0.77	0.6	0.51	Comprimento Inicial L0
Variação do Comprimento ΔL
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