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SALVADOR 2014 CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DA BAHIA Curso de Engenharia Adriel Santos Jeferson Eliel Juliana Sacramento Odair José Raissa Coelho DILATÔMETRO SALVADOR 2014 CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DA BAHIA Adriel Santos Jeferson Eliel Juliana Sacramento Odair José Raissa Coelho DILATÔMETRO 3 SUMÁRIO 1 - Resumo.................................................................................................... . 4 2 - Introdução.................................................................................................. 5 3 - Objetivos.................................................................................................... 6 4 - Materiais utilizados.................................................................................... 6 5 - Procedimentos Experimentais................................................................... 7 7 - Conclusão.................................................................................................. 10 8 - Referências............................................................................................... 11 4 RESUMO Este relatório foi elaborado com intuito de medir a dilatação de um corpo quando este é submetido a uma variação de temperatura, o experimento foi feito com o auxilio do professor Gilson Amorin. Através do experimento, podemos comparar os resultados experimentais obtidos e relacionar com os resultados reais e assim termos um melhor entendimento sobre a dilatação. Palavras-chave: Dilatação, Experimento. ABSTRACT This report was prepared with the aim of measuring the dilation of a body when it is subjected to a temperature variation, the experiment was done with the help of Professor Gilson Amorin. Through the experiment, we compare the experimental results and relate them to actual results and thus have a better understanding of the dilation. Keywords: Dilation, Experiment. 5 INTRODUÇÃO No nosso estudo da termodinâmica podemos observar que quando o calor é transferido de um corpo para o outro, algumas transformações podem ocorrer, hoje iremos abordar o processo de dilatação térmica dos corpos. A dilatação térmica pode ser definida como o aumento do volume de um corpo que é ocasionado pelo aumento de sua temperatura, isso aumenta o grau de agitação de suas moléculas e consequentemente a distância entre as mesmas. A dilatação ocorre de forma mais significativa nos gases, de forma intermediária nos líquidos e de forma menos explícita nos sólidos. No experimento, abordamos a dilatação num corpo sólido, mais precisamente numa haste linear de aço 1020 e outra haste linear de cobre. 6 OBJETIVOS Os objetivos do experimento realizado visam verificar os conhecimentos teóricos estudados na física com resultados práticos, dando a oportunidade aos estudantes de obterem um conhecimento mais complexo e sistemático sobre dilatações térmicas e de como calcular o coeficiente de dilatação de um corpo sólido. MATERIAIS UTILIZADOS 01 – Termômetro 01 – Dilatômetro 7 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Com a orientação do professor, calibramos a medida do instrumento para a coleta de dados, no primeiro momento aquecemos a água até que começasse a evaporar, depois que o material dilatou-se, tiramos a fonte de calor e observamos a temperatura descer e fizemos cinco medições. Com o material aço 1020, temos: L = 300 mm L = 400 mm L = 500 mm Med. Ɵ1 (⁰C) Ɵ2 (⁰C) ∆L Med. Ɵ1 (⁰C) Ɵ2 (⁰C) ∆L Med. Ɵ1 (⁰C) Ɵ2 (⁰C) ∆L 1 95⁰ 0,24 1 94,5⁰ 0,31 1 94⁰ 0,4 2 80⁰ 0,13 2 77⁰ 0,16 2 66⁰ 0,18 3 25⁰ 75⁰ 0,09 3 40⁰ 73⁰ 0,12 3 36⁰ 63⁰ 0,16 4 63⁰ 0,04 4 66⁰ 0,09 4 59⁰ 0,13 5 60⁰ 0,03 5 60⁰ 0,06 5 54⁰ 0,09 Vamos calcular o coeficiente de dilatação linear com L = 500 mm: m = tga m = cateto oposto / cateto adjacente m = 0,03 / 4 = 0,0075 m = α . L0 α = m / L0 = 0,0075 / 500 α = 0,000015 α = 1,5 . 10-5 8 Vamos calcular o coeficiente de dilatação linear com L = 400 mm: m = 0,03 / 7 = 0,00428571 m = α . L0 α = m / L0 = 0,00428571/ 400 α = 0,00001071 α = 1,1 . 10-5 Vamos calcular o coeficiente de dilatação linear com L = 300 mm: m = 0,05 / 12 = 0,00416667 m = α . L0 α = m / L0 = 0,00416667 / 300 α = 0,00001389 α = 1,4 . 10-5 9 Com o material cobre, temos: L = 500 mm Med. Ɵ1 (⁰C) Ɵ2 (⁰C) ∆L 1 94⁰ 0,52 2 70⁰ 0,28 3 32⁰ 64⁰ 0,2 4 53⁰ 0,1 5 50⁰ 0,08 Vamos calcular o coeficiente de dilatação linear do cobre: m = 0,1 / 11 = 0,00909091 m = α . L0 α = m / L0 = 0,00909091 / 500 α = 0,00001818 α = 1,8 . 10-5 OBS: O erro da medição consiste no erro do instrumento, no caso do dilatômetro o erro é 0,05 mm e no termômetro é 0,5 ºC. 10 CONCLUSÃO O valor teórico do coeficiente de dilatação linear do aço 1020 é 1,1 x 10-5, o do cobre é 1,7 x 10-5. A partir dos cálculos feitos chegamos a valores próximos aos valores teóricos, nos cálculos do coeficiente de dilatação do aço 1020, achamos os seguintes valores (valor aproximado): 1,5 . 10-5, 1,1 . 10-5 e 1,4 . 10-5 . Quanto ao cobre, achamos o valor (aproximado) de 1,8 . 10-5. Portanto, podemos constatar que o valor do coeficiente de dilatação linear obtido no experimento realizado em laboratório chega perto dos valores reais, consagrados pela física moderna. 11 REFERÊNCIAS Wikipédia, Dilatação Térmica, 22/09/2014, disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Dilata%C3%A7%C3%A3o_t%C3%A9rmica>. acesso em: 09/10/14 às 22:55
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