Relatorio de Termodinâmica

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Curso de Engenharia Básica – Laboratório
Coeficiente de Dilatação Linear 
Evaney Franklin Amaral 			RA: D200BB-0
Guilherme Almeida Neves			RA: D39572-6
Lucas Brito G. De Souza - D394983		RA: D39498-3
Matheus Victor Costa de Souza		RA: N19345-0
Victor Kalebe T. Bento			RA: N1577h-9
Fundamentações da Termodinâmica, Professor Cleber Alves da Costa.
22 de Março de 2018.
O objetivo deste experimento é perceber como ocorre a dilação linear em um solido, devido ao acréscimo de energia térmica no seu corpo, e também, notar que em diferentes materiais ocorrem diferentes dilatações, sabendo disto nós podemos definir de que materiais são feitos os corpos apenas pelo seu coeficiente de dilatação.
Palavras chave: dilatação linear, coeficiente de dilatação, energia 
Fundamentação teórica
Assim como para os gases, um dos efeitos da variação da temperatura é a variação de dimensões em corpos sólidos e líquidos. Esta variação é o que chamamos de Dilatação Térmica que se aplica para os corpos em estado sólido, e consiste na variação considerável de apenas uma dimensão. Como, por exemplo, em barras, cabos e fios.
Ao considerarmos uma barra homogênea, utilizada no experimento, de comprimento  a uma temperatura inicial . Quando esta temperatura é aumentada até uma  (>), observa-se que esta barra passa a ter um comprimento  (>).
 					Figura 1- Dilatação da barra
Com isso é possível concluir que a dilatação linear ocorre de maneira proporcional à variação de temperatura e ao comprimento inicial . Porem se analisarmos barras de dimensões iguais, mas feitas de material diferente, sua variação de comprimento seria diferente, isto porque a dilatação também leva em consideração as propriedades do material com que o objeto é feito, esta é a constante de proporcionalidade da expressão, chamada de coeficiente de dilatação linear (α).
Assim podemos expressar:
A unidade usada para α é o inverso da unidade de temperatura, como: .
Material
Dilatômetro com hastes metálicas (figura 2)
Termômetro (figura 3)
Rolha com mangueira (figura 3)
Balão de 300ml (figura 4)
Manta (figura 4)
Figura 2 - Dilatômetro e as as hastes metálicas
Figura 3 - Termômetro e Rolha com mangueira
Figura 4 - Manta e Balão 
Procedimento experimental
Para a realização do experimento, primeiro deve-se encher o balão de 300ml (figura 4) com agua, não necessariamente encher o balão na sua capacidade máxima, mas uma pequena quantia considerável, logo após colocando-o na Manta (figura 4) e depois acoplando a mangueira (figura 3) no balão e a outra ponta nas hastes metálicas (figura 2) que está inserida no dilatômetro (figura 2) o qual marcará sua dilatação linear. Após ligar a manta ela aquecerá a água do balão e com isso aquecer as barras, barras que estão pintadas de preto para melhor absorver calor. Faz-se necessário anotar todos os resultados de todas as três barras, cuidadosamente usando o termômetro (figura 3) para marcar a variação de temperatura, tanto a temperatura ambiente quanto a máxima atingida pelas hastes e com o dilatômetro marcar sua dilatação. Após medições, já conseguirá realizar os cálculos necessários para finalizar o experimento e analisar de qual material é feita cada haste metálica através do seu coeficiente de dilatação linear tendo em vista que sabemos seu comprimento inicial e a variação de temperatura.
Figura 5 – Desenho representando o experimento em funcionamento
Resultados e Discussão
ΔL1 = 0,31 mm	
L01 = 500 mm
α 1= ?						α 1= 1,67 x 10^-5
Δθ 1= 59 °C – 22°C = 37 °C				(cobre)
ΔL2 = 0,38 mm	
L02 = 500 mm
α 2= ?						α 2= 2,11 x 10^-5
Δθ 2= 50 °C – 22°C = 38 °C				(latão)
ΔL3 = 0,56 mm	
L03 = 500 mm
α 3= ?						α 3= 2,33 x 10^-5
Δθ 3= 60 °C – 22°C = 48 °C				(alumínio)
Explique o por que não foi medida a dilatação superficial ou volumétrica da barra
Pois o cumprimento da haste tem um tamanho maior que as outras dimensões, assim tanto as dilatações superficiais quanto volumétricas se tornam desprezíveis quando comparadas a dilatação linear.
Explique o por que de trilhos em ferrovias, placas de concreto em viadutos devem ser assentadas com um espaço entre elas.
Pois todo material possui um coeficiente de dilatação, tanto nas ferrovias quanto em viadutos a temperatura ambiente juntamente com o atrito gerado pelos veículos, produziriam aumento de temperatura nos materiais e logo eles dilatariam. Aquecido os trilhos e as placas de concreto sem espaçamento, sua dilatação causaria danos a estrutura em questão, podendo causar acidentes.
Compare os valores de α encontrados nas tarefas 1 e 2 e explique a diferença existente entre os resultados.
A diferença encontrada nas hastes do experimente se dá pela diferença entre sua composição física, um de latão, um de cobre e outro de alumínio o que faz com que seu coeficiente de dilatação linear seja diferente fazendo assim com que os materiais reajam de forma diferente a energia térmica recebida do balao.
Conclusão
Através do experimento, pudemos concluir que o coeficiente de dilação linear em alguns corpos é maior que em outros pois o material de que é feito interfere diretamente nas ligações feitas e da facilidade que eles têm em aumentar estas ligações de acordo com o acréscimo de energia térmica para que possam expandir seu tamanho.
Percebemos que a dilatação apesar de ser pequena ela é perceptível a olho nu o que torna a parte teórica do processo muito palpável pois assim podemos entender como a dilatação ocorre nos corpos no nosso dia a dia e os riscos de projetar e/ou construir algo sem pensar na dilatação que ocorre linearmente em um sólido.
 
Por fim também foi comprovado através do experimento toda a equação da dilatação linear, que a dilatação não depende só da temperatura e do coeficiente de dilatação linear, mas também pelo tamanho do corpo estudado.
Referências
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- FEYNMAN, R.P.; LEIGHTON, R.B.; SANDS, M. Lições de Física de Feynman. Vol.1. 1ª Edição. AMGH Editora, 2008.
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- Nussenzveig, H. M. Curso de Física Básica 1 – Mecânica. 4ª Edição. Ed. Edgard Blucher, 2002.
- Dilatação Linear" em Só Física. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2018. Consultado em 21/03/2018 às 10:56. Disponível na Internet em http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Dilatacao/linear.php
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