Experimento B4 Dilatação Térmica

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Experiência B4 
Dilatação Térmica 
 
1. Objetivo: 
Determinar o coeficiente de dilatação térmica linear (α) de um tubo metálico. 
 
2. Método: 
Submeter um tubo metálico a uma variação de temperatura e medir a variação ΔL do seu 
comprimento. 
Com o tubo inicialmente à temperatura T0 e comprimento L0 aquecê-lo a uma temperatura T, após a 
estabilização do processo de dilatação, observar que o comprimento final será L = L0 + ΔL, onde ΔL é a 
variação de comprimento que é dado pela expressão: 
ΔL= α L0 (T - T0) 
Onde, α é o coeficiente de dilatação térmica linear. 
 
3. Aparato: 
Está esquematizado na figura abaixo o aparato montado para a verificação do fenômeno. Estão 
inclusos um sistema para a produção de vapor de água, mangueira de silicone, vareta metálica oca 
com batente, suporte para a vareta, relógio comparador e termômetro. 
 
Além deste existe ainda outro reservatório com água fria que será utilizada para estabelecer a 
temperatura inicial T0. Será usada também uma régua para medir L0. 
 
4. Procedimento: 
Observar o funcionamento do relógio comparador, qual o valor da menor divisão da escala? Como 
se faz o ajuste do zero da escala? ATENÇÃO, cuidado ao manusear o relógio comparador. 
Observar o nível de água no reservatório gerador de vapor, deve estar cobrindo a parte metálica 
do ebulidor. 
A seguir, medir o comprimento L0 como indicado na figura acima. Medir também a temperatura 
inicial T0, da vareta. A temperatura T0 é a mesma da água fria do reservatório onde a vareta deve 
estar mergulhada para alcançar o equilíbrio térmico. CUIDADO para não deixar o termômetro 
cair no reservatório 
Retirar a vareta da água e apoia-la no suporte, de acordo com a figura, observar a posição do 
batente que deve ficar pressionando a ponta do relógio comparador. Unir a mangueira à vareta 
metálica, ligar o ebulidor na tomada para gerar vapor e colocar o termômetro no orifício do 
reservatório gerador de vapor fazendo com que o vapor da água em ebulição escoe através da 
 
Figura 1: Aparato para verificar a dilatação térmica linear de uma vareta metálica. 
vareta. Observar o ponteiro do relógio comparador até este estacionar sobre a escala. ATENÇÃO - 
CUIDADO com o VAPOR. 
Anote a temperatura final T do termômetro imerso no vapor da água em ebulição e o 
deslocamento ΔL medido no relógio comparador. 
Ao término do processo de medida, desligar a tomada do ebulidor, aguardar o cessar da geração 
de vapor, desconectar a mangueira da vareta e tomando cuidado para não se queimar, resfriar a 
vareta em água corrente e devolvê-la ao reservatório de água para alcançar o equilíbrio térmico 
novamente. 
Repetir este procedimento três vezes. E anotar os dados na tabela abaixo 
 
5. Bibliografia: 
 
RESNICK, R. & HALLIDAY, D. Física, vol. 2. Capítulo 21, seção 21-8 (Dilatação Térmica). Rio de 
Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora (1982). 
TIPLER, P.A. Capítulo 17, seção 17-9 (Expansão Térmica). Física, vol. 1. Rio de Janeiro: Editora 
Guanabara (1985). 
 
6. Questões e comentários: 
 Por que foi necessário medir a temperatura do vapor da água em ebulição se estamos ao nível do 
mar? 
 Você pode considerar que a temperatura da vareta ficou distribuída uniformemente quando a 
dilatação se completou? Explique? 
 A partir dos dados coletados calcule α e seu desvio relativo. 
 Compare com o valor tabelado para o mesmo material da vareta utilizada. 
 Tendo em conta as incertezas discuta se o valor obtido é satisfatório e justifique. Caso não obtenha 
o resultado esperado previsto, comente as possíveis causas. 
NOTA: Valores do coeficiente de dilatação linear entre as temperaturas de 0 e 100 oC. 
αalumínio = 2,3x10-5 oC-1; αlatão = 1,9x10-5 oC-1; αcobre = 1,7x10-5 oC-1 
 
Folha de dados 
 
Material da vareta:_______________________ 
 
Temperatura média inicial (T0): =__________±___________ oC 
Temperatura média Final (T): =__________±___________ oC 
 Comprimento inicial (L0): =__________±___________mm 
 
Grandezas Procedimento1 Procedimento2 Procedimento3 
Comp. inicial (L0) mm 
Temp. inicial (T0) oC 
Temp. Final (T) oC 
Variação (ΔL) mm 
 
 
 
 
 
 
Folha de dados para entregar ao Professor 
Experiência B4 
 
Professor: ID: Data: Grupo: 
 
Alunos presentes durante o Experimento 
 
1. __________________________________________________________ 
2. __________________________________________________________ 
3. __________________________________________________________ 
4. __________________________________________________________ 
5. __________________________________________________________ 
6. __________________________________________________________ 
 
 
 
Material da vareta:_______________________ 
 
 
Temperatura média inicial (T0): =__________±___________ oC 
Temperatura média Final (T): =__________±___________ oC 
 Comprimento inicial (L0): =__________±___________mm 
 
Grandezas Procedimento1 Procedimento2 Procedimento3 
Comp. inicial (L0) mm 
Temp. inicial (T0) oC 
Temp. Final (T) oC 
Variação (ΔL) mm