Trabalho de fisica dilatação 2

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DE SÁ DE JUIZ DE FORA
CAMPUS RIO BRANCO
FÍSICA EXPERIMENTAL ll 
TURNO: Noite
TURMA: Eng. Civil 3001
Prof.: Flávia Cury
Data: 18/05/2017
EXPERIMENTO 03:
TEMA:
DILATAÇÃO LINEAR 
Integrantes:
Anderson Lopes da Silva nº 2016080034471
Iran Barbosa de Campos Junior nº 201601190859
Luann Tassio Resende Silva nº 201601477929
Roson Marinato Rodrigues Junior nº 201602790396
Wagner Soares Silveira Braz nº 201603262172
Sumário:
1. Introdução ...................................................3
 Dilatação.......................................................3 e 4
2.Objetivo.........................................................4
3.Material necessário .....................................4
 Composição do gerador a vapor elétrico....4 e 5
4. Procedimento experimental....................... 5
5. Resultados e discussão (Cobre).............. 5 e 6
 Variação....................................................... 6
 Tabela........................................................... 6
 Grafico..........................................................7
6.Resultados do corpo de prova (Latão)..... 8
 Variação........................................................ 8
 Tabela............................................................ 9
 Grafico........................................................... 9 e 10
7. Conclusão................................................... 10
8. Referência bibliográfica............................ 10
1.Introdução:
Dilatação Térmica: É variação que ocorre no tamanho ou novolume de um corpo quando submetido a aquecimento térmico.
Uma vez que os corpos são constituídos por átomos ligados entre si, a exposição ao calor faz com que eles se agitem, aumentem a distância entre si e inchem.
Dependendo das dimensões dilatadas mais significativas dos corpos (comprimento, largura e profundidade), a dilatação é classificada em: linear, superficial e volumétrica.
Dilatação Linear:
A dilatação linear resulta do aumento de volume em apenas uma dimensão, em comprimento. É o que acontece, por exemplo, com um fio, em que o seu comprimento é mais relevante do que a sua espessura, diríamos até, irrelevante, em termos comparativos.
Para calcular a dilatação linear utilizamos a seguinte fórmula:
	
ΔL = L0.α.Δθ
Onde:
ΔL =Variação do comprimento
L0 = Comprimento inicial
α = Coeficiente de dilatação linear
Δθ = Variação de temperatura
Dilatação Superficial:
A dilatação superficial  resulta do aumento de volume em duas dimensões, comprimento e largura. É o que acontece, por exemplo, com uma chapa de metal delgada.
Para calcular a dilatação superficial utilizamos a seguinte fórmula:
ΔA = A0.β.Δθ
Onde:
ΔA =Variação da área
A0 = Área inicial
β = Coeficiente de dilatação superficial
Δθ = Variação de temperatura
Importante destacar que beta é duas vezes maior que alfa (coeficiente de dilatação linear). A dilatação superficial se refere a duas dimensões, enquanto a linear, apenas a uma.
Dilatação Volumétrica:
A dilatação volumétrica resulta do aumento de volume em comprimento, largura e profundidade, o que acontece, por exemplo, com uma barra de ouro.
Para calcular a dilatação volumétrica utilizamos a seguinte fórmula:
ΔV = V0.γ.Δθ 
onde:
ΔV =Variação do volume
V0 = Volume inicial
γ = Coeficiente de dilatação volumétrica
Δθ = Variação de temperatura
2.Objetivo:
 Verificar o resultado físico da Dilatação Linear.
3. Material necessário:
Termômetro; 
01 Dilatômetro com base principal
01 Medidor de dilatação
01 Escala milimetrada
01 Corpo de prova (Bastão de Cobre)
01 Corpo de prova (Bastão de Latão)
01 Conexão de entrada de plástico
01 Patente móvel fim de curso
02 termômetros
01 pano para limpeza
Composição do gerador a vapor elétrico: 
Reservatório 500 ml de água 
Tampa com duas entradas
Válvula de segurança
Fixadores
Braço em L
Haste com fixador
Tubo conectando com mangueira flexível de silicone
Trocador de calor elétrico com chapa aquecedora redonda
Comando elétrico isolado do calor
Plataforma em alumínio 
Termostato, interruptor
Lâmpadas de avião 
Plataforma redonda com 200 mm de diâmetro
Watt cabo de força com dupla isolação norma ABNT NBR 14136
Potenciômetro para controle eletrônico de temperatura de 50 a 350 ºC
4.Procedimento experimental: 
Verificamos todo o material necessário para o desenvolvimento da atividade na bancada.
Introduzimos no reservatório 300 ml de água e tampamos. Logo após iniciamos o aquecimento da água na escala 5 IV.
Introduzimos o corpo de prova 10 mm dentro da mangueira menor da conexão de saída dos vapores.
Passamos o corpo de prova pelo guia e colocamos batente, sem fixá-lo.
Passamos a extremidade do corpo de prova pelo guia de saída ultrapassando-o;
Encaixamos o conjunto com conexão rápida ao corpo de prova, após o guia;
Posicionamos o batente móvel fim de curso sobre o zero da escala. 
Introduzimos o guia com mufa sobre a marca 500 mm. esta distância representa o comprimento inicial L0 e equivale à distância entre o centro do guia e o centro do batente móvel fim de curso.
O medidor de dilatação possui um anel recartilhado ao seu redor, giramos levemente para a esquerda e para a direita, constatando que a escala externa acompanha estes movimentos. Cada traço da escala externa equivale a 0,01 mm. Para facilitar nossas leituras, ajustamos o zero do medidor girando o anel;
5.Resultados e discussão (cobre):
O comprimento L0 do corpo de prova:
L0 =500mm = 0,5m 
	
A temperatura inicial do sistema:
Ti = 24 ºC =297K
Ligamos a fonte de calor e aguardamos até que o corpo de prova atinja a temperatura de equilíbrio térmico. 
Após atingir equilíbrio térmico, determinamos as temperaturas de entrada e saída dos vapores no corpo de prova:
Te =91,5ºC =364,5 K 
Ts =93,5ºC =366,5 K
As temperaturas de entrada e saída no corpo de prova coincidem? Justifique.
Pela teoria as temperaturas de entrada e de saída deveriam ser as mesmas, porém, durante nosso experimento ocorreu um pequeno erro e tivemos que iniciar o experimento novamente. Como o material já havia sofrido aquecimento, não tivemos tempo suficiente para resfriar o mesmo, fazendo com que as temperaturas de entrada e saída fossem diferentes.
Após isso registramos a temperatura final do corpo de prova :
Tf =93,5ºC =366,5K
Meça a variação de comprimento sofrida pelo corpo de prova submetido a variação de temperatura registrada. 
 De acordo com o dilatômetro: 
Calcule a variação de temperatura sofrida pelo corpo de prova.
Utilizando os termômetros, a temperatura inicial do ambiente foi de 24 ºC e a temperatura final do corpo de prova foi de 93,5 ºC, sendo assim:
Tabela:
	L0
	Ti
	Tf
	∆T
	∆L
	500 mm
	24
	93,5
	69.5
	0,53
Graficos:
Gráfico ∆L x ∆T para cada L0 utilizado:
Qual o coeficiente de dilatação linear encontrado? Coincide com o valor tabelado?
Sim, os valores coincidem aproximadamente.
Faça um gráfico ∆L x L0 e represente matematicamente a relação ∆L α L0 para uma mesma variação de temperatura (.
=
Informe a validade da afirmação: “A variação de comprimento sofrida por um material (sob a mesma variação de temperatura) é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial.” Justifique.
Se () é constante, a relação( ), também deve ser constante. Sendo assim, no mesmo instante que aumenta o L0, na mesma proporção irá aumentar o , por isso são diretamente proporcionais.
6.Resultados e discussão (Latão):
O comprimento L0 do corpo de prova:
L0 = 500 mm = 0,5m 
	
A temperatura inicial do sistema:
Ti = 24 ºC =297K
Ligamos a fonte de calor e aguardamos até que o corpo de prova atinja a temperatura de equilíbrio térmico. 
Após atingir equilíbrio térmico, determinamos astemperaturas de entradae saída dos vapores no corpo de prova:
Te = 92 ºC =365 K 
Ts = 94ºC = 367 K
As temperaturas de entrada e saída no corpo de prova coincidem? Justifique.
 Como não tivemos tempo para esperar o material esfriar, as temperaturas de entrada e saída foram diferentes.
Após isso registramos a temperatura final do corpo de prova :
Tf =94ºC =367K
Meça a variação de comprimento sofrida pelo corpo de prova submetido a variação de temperatura registrada. 
 De acordo com o dilatômetro: 
Calcule a variação de temperatura sofrida pelo corpo de prova.
 Utilizando os termômetros, a temperatura inicial do ambiente foi de 24 ºC e a temperatura final do corpo de prova foi de 94 ºC, sendo assim:
Tabela:
	L0
	Ti
	Tf
	∆T
	∆L
	500 mm
	24
	94
	70
	0,46
Gráficos:
Gráfico ∆L x ∆T para cada L0 utilizado:
Qual o coeficiente de dilatação linear encontrado? Coincide com o valor tabelado?
Sim, os valores coincidem aproximadamente.
Faça um gráfico ∆L x L0 e represente matematicamente a relação ∆L α L0 para uma mesma variação de temperatura (.
 
 =
Informe a validade da afirmação: “A variação de comprimento sofrida por um material (sob a mesma variação de temperatura) é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial.” Justifique.
 Se () é constante, a relação( ), também deve ser constante. Sendo assim, no mesmo instante que aumenta o L0, na mesma proporção irá aumentar o , por isso são diretamente proporcionais.
7. Conclusão:
 Através deste experimento podemos comprovar na prática o que vimos na teoria, ou seja, a variação de comprimento de uma barra ao ser aquecida é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial. Vimos também que a variação de comprimento de uma barra também é diretamente proporcional á variação de temperatura. A variação de comprimento de uma barra ao ser aquecida depende do material que a constitui. 
8. Referência bibliográfica:
Livro Fundamentos de Física - Volume 1 - Mecânica Autores: David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker Editora: LTC Ano: 2008 Edição: 8ª
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dilata%C3%A7%C3%A3o_t%C3%A9rmica