5 Dilatação Linear

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Universidade Federal do Maranhão – CCSST 
Engenharia de Alimentos – 2017.1 
Física Experimental II – Turma 01 
17 de maio de 2017 
Cristian da Silva Neres 
Orientadora: Ellen Karolyne 
Prof. Dr. Pedro de Freitas Facanha Filho 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO: DILATAÇÃO LINEAR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imperatriz – MA 
2017 
Universidade Federal do Maranhão – CCSST 
Cristian da Silva Neres 
 
 
 
 
 
 
 
Dilatação Linear 
 Sexta aula prática de Física Experimental II – Turma 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório da quinta aula prática de Física 
Experimental II, com o tema dilatação linear, 
aula ministrada pela aluna do mestrado Ellen 
Karolyne sobre orientação do Prof. Dr. Pedro de 
Freitas Facanha Filho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imperatriz – MA 
2017 
1. Introdução 
 
 A dilatação linear é o aumento ou a diminuição de algum material sólido, 
ocorre exclusivamente em corpos em estado sólido, pois consiste na variação 
considerável em somente uma dimensão. Materiais que sofrem essa dilatação, por 
exemplo, barras, cabos e fios [1]. 
 A constante “α” é utilizada para descrever as propriedades de expansão térmica 
de um dado material, denomina-se coeficiente de dilatação linear. As unidades de α são 
K-1(inverso de Kelvin) e °C-1(inverso de Celsius), lembrando que o intervalo de um grau 
é mesmo na escala Kelvin e na escala Celsius [2]. A equação, pela qual pode ser 
determinado o coeficiente de dilatação linear é: 
 
α = 
ΔL
Lo∗ΔT
 
 
 Onde ΔL é a variação do comprimento, L0 é o comprimento inicial da barra e o 
ΔT é a variação da temperatura. 
 Neste relatório será realizada a prática de dilatação linear, com três barras 
visando identificá-las através do coeficiente de dilatação linear. 
 
 
2. Objetivo: 
 
 Identificar comparar a dilatação e o estudo da dilatação dos sólidos 
especificamente à dilatação linear onde é considerado como grandeza dimensional o 
comprimento. 
 
 
3. Metodologia 
4. Materiais Utilizados: 
 
 1 balão de destilação, 1 tubo de metal (latão, ferro), 1 fonte térmica, 1 medidor 
de temperatura, 1 mangueira, medidor de temperatura digital com sensor tipo k, 3 barras 
de composição desconhecida, fita métrica. 
 
 
5. Procedimento Experimental: 
 
 A princípio foi realizado a montagem do sistema pelo qual serão analisados a 
dilatação das três barras de composição desconhecida, de acordo com o apêndice 2. 
Posteriormente, foram verificados se as conexões estavam desobstruídas e por fim 
analisados os dados que foram gerados a partir da prática experimental, dados estes que 
estarão em resultados e discussão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Resultado e Discussão: 
 
 Dados obtidos a partir do experimento: 
 
 Comprimento 
inicial (mm) 
Comprimento 
final (mm) 
Temperatura 
inicial (°C) 
Temperatura 
final (°C) 
Dilatação 
térmica (°C) 
Barra 1 500 495,5 27 100 1,23 * 10-4 
Barra 2 500 495 27 99 1,38 * 10-4 
Barra 3 500 496 27 99 1,11 * 10-4 
 
 De acordo com o coeficiente de dilatação e o apêndice 3, constata-se que as 
barras 1, 2 e 3, correspondem respectivamente com o cobre, latão e aço, chegou se a 
essa conclusão a partir da aproximação dos dados teóricos com os dados que estão 
contidos na literatura. 
 
 
7. Conclusão: 
 
 Em virtude do experimento proposto, identificaram-se, por aproximação dos 
dados obtidos no experimento da aula prática com os dados da literatura, logo os metais 
foram; barra 1, cobre, barra 2, latão, barra 3, aço. O coeficiente de dilatação linear é 
obtido através da divisão da variação do comprimento sobre o comprimento inicial 
multiplicado pela variação da temperatura. 
 
 
8. Referências: 
 
1. RESNICK, R; HALLIDAY, D; KRANE, S. K.,“Fundamentos de Física”. Vol. 
2. 9 ed. Editora LTC, 9ª ed. 190. p.2009. 
2. YOUNG, H. D; FREEDMAN, R. A., “Física II Termodinâmica e Ondas”. 12ª 
ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 184 - 185. p. 2008. 
 
 
9. Apêndice 
Apêndice 1 – Exercícios 
1. Calcule o coeficiente de dilatação linear das barras anotando na tabela 1 
Barra 1 
 
α = 
ΔL
Lo∗ΔT
 
α = 
4,5 mm
500 ∗73 °C
 
α = 1,23 10-4 °C 
 
 
Barra 2 
 
α = 
ΔL
Lo∗ΔT
 
α = 
5 mm
500 ∗78 °C
 
α = 1,38 10-4 °C 
Barra 3 
 
α = 
ΔL
Lo∗ΔT
 
α = 
4 mm
500 ∗72 °C
 
α = 1,11 10-4 °C 
 
2. Compare os coeficientes com a tabela de coeficientes de dilatação lineares 
indicando quais os prováveis materiais que constituem as barras metálicas. 
Barra 1, cobre, barra 2, latão, barra 3, aço. 
 
3. Cite três exemplos do cotidiano onde observa que ocorre dilatação térmica. 
Colher amassa com certa facilidade ao tentar virar a carne na panela, a 
mangueira sempre a mãe precisa conecta - lá na torneira ela sempre a aquece a 
extremidade pela qual irá por na torneira. 
Apêndice 2 – Sistema de análises da dilatação linear 
 
 
Apêndice 3 – Coeficientes de dilatação linear 
 
Coeficientes de dilatação linear 
Substância α (-10 °C) 
Gelo 51 
Chumbo 29 
Alumínio 24 
Latão 19 
Cobre 17 
Concreto 12 
Aço 11 
Vidro comum 9 
Vidro pirex 1,2 
Invar (liga de níquel e aço) 07