Relatório 4 - Física Experimental (Dilatômetro)

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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 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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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. 
 
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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. 
 
 
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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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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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