Relatório Dilatação Térmica - Física II

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Universidade Estácio de Sá
Campus Niterói
Engenharia Civil
Física Experimental II Turma: 1035
Dilatação Térmica
Higor Nascimento Carracena 201502061351
Luiz Felipe de Araujo Campagnac 201501340646
Professor: Públio
Data: 03/05/2016
Higor Nascimento Carracena 201502061351
Luiz Felipe de Araujo Campagnac 201501340646
Código CCE0848 turma 1035
Engenharia Civil
Universidade Estácio de Sá, Niterói RJ
higorcarracena@hotmail.com ; felipecampagnac7@gmail.com
Professor: Publio; Física experimental II
1. RESUMO
Na 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 consequentemente 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.
2. INTRODUÇÃO
No dia-a-dia podemos observar que entre os trilhos de ferro, nas quadras de futebol, em pontes e viadutos existem pequenas fendas de dilatação que possibilitam a expansão da estrutura sem que ocorram possíveis trincas e danos na estrutura. Esses acontecimentos são explicados através da dilatação térmica. 
A temperatura mede o grau de agitação das moléculas, um grau de agitação maior indica uma temperatura maior. Assim, quando aquecemos um corpo consequentemente aumenta-se o grau de agitação das moléculas que o constitui. Esse acontecimento faz com que ocorra um aumento nas dimensões do corpo, fenômeno esse denominado de dilatação térmica. A diminuição de temperatura provoca, por consequência, a diminuição nas dimensões do corpo, chamada de contração térmica. Mas o que explica a dilatação térmica? Será somente o aumento da temperatura do corpo? Não, o que explica a dilatação térmica são as forças intermoleculares, essas fazem com que a distância entre 
Nos sólidos, o aumento ou diminuição da temperatura provoca alteração nas dimensões lineares, como também nas dimensões superficiais e volumétricas. 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Para compreender a dilatação linear observe a gravura abaixo que demonstra a expansão de uma barra metálica de comprimento Li após a mesma ser aquecida.
Se essa barra metálica for homogênea é fácil compreender que cada unidade de comprimento da barra, após ser aquecida, sofre a mesma dilatação por unidade de variação de temperatura, ou seja, todos os centímetros da barra devem sofrer a mesma dilatação se for aquecida igualmente. 
Realizando esse experimento de aquecimento da barra verifica-se que a variação do comprimento da mesma é proporcional à variação da temperatura sofrida por ela. Assim, podemos escrever a seguinte equação que determina a dilatação linear dos sólidos:
Onde:
ΔL é a variação do comprimento, 
Δt é a variação da temperatura, 
é uma constante de proporcionalidade denominada de coeficiente de dilatação linear, e a sua unidade é o °C-1. Cada material tem um coeficiente de dilatação linear próprio, o do alumínio, por exemplo, é 24. 10-6 °C-1. 
A dilatação linear é bem frequente no cotidiano, ela acontece, por exemplo, nas geladeiras e nos temporizadores dos sistemas de iluminação. Isso acontece através de uma lâmina bimetálica, que como o próprio nome diz, é constituída de duas lâminas de materiais diferentes com comprimentos iguais. Ao ser percorrida pela corrente elétrica a lâmina se aquece provocando a dilatação das lâminas que constituem a lâmina bimetálica. Como elas são feitas de matérias diferentes, uma irá dilatar mais que a outra, ou contrair mais que a outra. Esse fato de dilatação e contração das lâminas faz com que o circuito elétrico, no qual estão inseridas, seja aberto ou fechado. Nas geladeiras perceber-se que em um determinado período do seu funcionamento diário ela desliga automaticamente, voltando a funcionar minutos depois. Com o sistema de iluminação acontece o mesmo. Em seu sistema existe a lâmina bimetálica que faz com que as lâmpadas fiquem ligadas durante certo tempo programado, após esse tempo ela apaga por conta própria.
4. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
Os equipamentos já estavam ligados. Logo ligou-se os termômetros digitais e tomou-se nota da temperatura da haste metálica( de material desconhecido) em seguida ajeitou-se o marcador e o ponteiro, ligou-se a chapa de aquecimento à tomada e aguardou-se até que a água chegasse a seu estado de ebulição, assim conforme a haste ia dilatando o marcador ia medindo a dilatação. Feito isso tomou-se nota da dilatação.
Tº = 26ºC
Lº = 0,54m
T’ = 44º
Dilatação = 0,00015m
Logo:
0,00015 = α.0,54.(44 – 26)
 α = = 0,0000154320 = º
5. APLICAÇÃO NA ENGENHARIA CIVIL
Os sistemas antigos de trilhos de trens, mantém entre cada lance um pequeno espaço vazio. Isso se deve ao conhecimento que temos de que, quando aquecido, o ferro irá aumentar seu comprimento e, não havendo para onde se expandir, poderá causar danos à via férrea. (modernamente utilizam-se as curvas para dar vazão ao aumento no comprimento dos trilhos quando da dilatação).
6. CONCLUSÃO
Durante o experimento houve algum erro na precisão das medidas, possivelmente na medição da variação de tamanho da haste de metal desconhecido, pois o coeficiente de dilatação encontrado (1,5) se aproximou mais do ouro (1,4), e há certeza que o experimento não se utilizou do ouro. Portanto não foi possível identificar o metal utilizado no experimento.
7. REFERÊNCIAS
WIKIPÉDIA | DILATAÇÃO TÉRMICA, disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Dilata%C3%A7%C3%A3o_t%C3%A9rmica> Acesso em 10 de maio de 2016.
MUNDO EDUCAÇÃO UOL | DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS, disponível em: < http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/dilatacao-termica-dos-solidos.htm> Acesso em 10 de maio de 2016.