Experimento de Diliatação Linear (2)

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Filipe Miani RA: 20073013
Fernando Oliveira RA: 20931253
Lucas Meyer Rolim RA: 20930558
David Alexandre RA: 20427250
Eduardo Souza RA: 21024750
Marcos Paulo RA: 21006283
Física Geral – Experimento de Dilatação Linear
SÃO PAULO
2017
RESUMO 
Trata-se o presente trabalho de examinar o experimento de Dilatação Linear em bases metálicas ou não metálicas, em que foi nota do que ao ser aquecido o corpo se dilata e, ao terem sua temperatura reduzida, sofreu má contração.
Palavras-chave: Engenharia;Física; Dilatação Linear.
Indíce 
1.	Resumo	2
2. 	introdução	4
3.	MATERIAIS E MÉTODOS	6
3.1	Materiais	6
3.2	Métodos	7
3.3	Modelagem	7
4.	Resultado e Discussão	8
5.	Conclusão	10
6.	bibliografia	11
Introdução
O objetivo deste trabalho é descrever um experimento com o qual estudamos dois fenômenos distintos, a dilatação térmica linear de corpos e o processo de resfriamento de um objeto quente, através do experimento achar o valor de coeficiente do material “X” utilizado.
A dilatação é variação da energia interna gerada pelo aumento ou diminuição das vibrações moleculares de um material. J.L. Amorós, A. Blasco, J.V. Carceller e V. Sanz, 1998) afirma que:
A dilatação que a maioria dos materiais sofre por ação do calor é uma conseqüência do aumento de sua energia interna, que implica em uma maior amplitude das vibrações moleculares e, portanto, um maior distanciamento entre seus constituintes estruturais. Este aumento dimensional é característico de cada material e expresso por um fator que depende da temperatura, denominado coeficiente de dilatação. Esse coeficiente pode será em uma só dimensão (coeficiente de dilatação linear).
Isso ocorre quando a temperatura T de um determinado material se eleva, ou seja Ti (Temperatura Inicial) aumenta indo para Tf (Temperatura Final), conseqüentemente o seu comprimento L sofre uma variação na dimensão, caracterizado por. Essa variação depende do coeficiente de dilatação, caracterizado por α. A formula onde podemos calcular o α é a seguinte:
Figura 1.0 -Formula de Dilatação Linear. Extraído do site www.infoescola.com/fisica/dilatacao-linear/
É por essa razão que na construção de pontes, edifícios e estradas, utiliza-se de folgas, chamadas de juntas de dilatação, essas juntas previnem trincas e rupturas causadas pela dilatação térmica do um determinado material.
O coeficiente de dilatação linear depende do material, isso ocorre por causa das diferenças nas características do sólido ou liquido.
Abaixo encontra-se o coeficiente de dilatação linear de alguns sólidos.
Figura 1.1 - Coeficiente de Dilatação. Extraído do site www.cultura.ufpa.br/petfisica/conexaofisica/termo/025.html
3. materiais e métodos
Os materiais e métodos utilizados neste experimento foram:
Uma barra metálica;
Material que foi utilizado para a dilatação linear.
Um termômetro;
Os mais conhecidos termômetros metálicos baseiam-se nos fenômenos de dilatação e termoeletricidade. Os do primeiro tipo podem ser construídos de modo semelhante aos termômetros a líquido: uma barra, retilínea ou não, ao dilatar-se, move um ponteiro registrador.
Um dilatometro;
Dilatômetro linear EQ019A Função: Destinado ao estudo de termodinâmica, dilatação linear de um material, determinação do coeciente de dilatação linear, determinação da variação de comprimento devido a variação de temperatura, etc.
Um aquecedor;
Serve para a manutenção da temperatura de amostras que devem ser misturadas ou diluídas a quente.
Uma mangueira transparente;
Utilizada para a passagem de água e outros líquidos. Indicada para uso doméstico, construção civil ou indústrias. Permite fácil visualização do fluído conduzido. Possui flexibilidade e resistência à intempéries.
Uma régua de 500 milímetros;
Medição do material utilizado, em Milímetros.
Um esquadro;
O esquadro é utilizado para manter o nível e prumo da barra.
Um Erlenmeyer de vidro com água; 
Utilizado em preparações de soluções químicas, devido o formato afunilado de seu bico, que não deixa a solução respingar;
Um copo;
Deposito do liquido da barra, na dilatação do material.
Estes componentes estavam montados da seguinte forma: 
É apoiada sobre dois suportes. Uma das extremidades da barra está fixa ao dilatometro, enquanto a outra está fixada em um duto que recebe calor através do vapor da água que foi aquecido dentro de um erlenmeyerque está acima de um aquecedor, deste modo podemos calcular a variação linear que ocorreu durante o pico de temperatura da água (vapor) até seu resfriamento (água líquida) desta forma conseguimos mensurar a dilatação de uma liga metálica conforme a imagem:
Figura 1.2 – Materiais utilizados para o experimento de dilatação de sólidos.
Figura 1.3 –termômetro medindo a temperatura ambiente da barra.
4. Resultados e discussão
Após o experimento retiramos as seguintes amostras em Cº.
	X
	T - (Em K)
	Regressão Linear
	∆ L
	1
	302
	300,314
	500
	2
	306
	307,428
	510
	3
	314
	314,542
	520
	4
	321
	321,656
	530
	5
	330
	328,77
	540
	6
	336
	335,884
	550
Imagem 1.4 – Ajuste da Reta com Regressão Linear
Imagem 1.5 –Gráfico de ajuste da Reta.
Após o ajuste das retas, foi realizado o cálculo para encontrar o coeficiente linear do material que foi utilizado no experimento.
Resultado do alpha do experimento ficou 2,94. Com esse coeficiente e comparando-o com a tabela dos coeficientes de dilatação na Figura 1.1, o material é o chumbo. Se for realizado a margem de erro do experimento com o coeficiente do chumbo, chegamos numa assertividade de 98,58% considerando 1,42% de margem de erro, conforme os cálculos abaixo:
 (2,94118/2,9)-1 * 100
5. Conclusão
No presente trabalho, foi desenvolvido um método para a correta aferição da temperatura final da haste em um experimento de expansão térmica que apresentava uma limitação em aferir esta, utilizado em laboratório de física. Um dos maiores problemas neste experimento é justamente conseguir medir a temperatura final do corpo de prova, e assim, calcular corretamente o coeficiente de dilatação térmica do material. Experimentos de baixo custo são considerados difíceis de realizar uma avaliação quantitativa e verificar com exatidão os resultados obtidos em relação aos valores teóricos. Logo, uma alternativa muito utilizada é a aquisição de equipamentos caros, mas que às vezes apresentam problemas quanto à teoria e o método utilizado, os quais violam conceitos físicos importantes.. 
6. Bibliografia
[Bohren 1991] C.F. Bohren, “CommentonNewton’s Law ofCooling – A CriticalAssessment”, American JournalofPhysics 59, 1044 (1991).
(J.L. Amorós, A. Blasco, J.V. Carceller e V. Sanz, 1998
Sites Consultados
https://www.infoescola.com/fisica/dilatacao-linear/
www.cultura.ufpa.br/petfisica/conexaofisica/termo/025.html
http://www.cidepe.com.br/index.php/br/impressaodetalhes?produto=1113&experimentos=1
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172013000200009