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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Experimental Código: CCE0478 Turma: 3005 Professor (a): ROBSON FLORENTINO Data de Realização: 24/10/2014 Nome do Aluno (a): Carlos Vinicius Dias Gomes Nome do Aluno (a): Mariah Fontes Fernandes Nome do Aluno (a): Stephany Ramos Freire Nome do Aluno (a): Fernando De Moura Santos Pereira Junior Nome do Aluno (a): Thiago Martins Da Silva Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: 201307233635 Nº da matrícula: 201301575021 Nº da matrícula: 201301089494 Nº da matrícula: 201301179001 Nº da matrícula: 201102244236 Nº da matrícula: Nome do Experimento: DILATAÇÃO TÉRMICA Objetivos: Ao final deste experimento o aluno deverá: - Determinar os coeficientes de dilatação térmica linear de alguns materiais. Introdução teórica: Um corpo sólido, submetido a ação do calor, apresenta alterações em suas dimensões a medida que sua temperatura varia. A dilatação segundo uma dimensão é denominada dilatação linear. Um bom exemplo é o espaço deixado entre os trilhos de uma linha férrea. Caso este espaço não existisse, os trilhos iriam se deformar, pois apesar da dilação ser muito pequena, quando comparada ao comprimento do trilho , as forças envolvidas são de magnitude muito grande. Vamos analisar a dilatação linear de uma haste fina de comprimento inicial 0 à temperatura T0 . Variando a temperatura desta haste para T, verifica-se que seu comprimento muda de valor, para . A experiência mostra que a dilatação sofrida pela haste ∆ = - 0 , é proporcional ao seu comprimento inicial 0 e a variação de temperatura ∆T = T – T0 . Deste modo temos: A constante de proporcionalidade α é denominada de coeficiente de dilatação linear. Seu valor depende da natureza do material da haste. Na tabela apresentamos os valores do coeficiente de dilatação linear para alguns materiais. ∆L = α . Lo . ∆T Aparelho utilizado: Lista do material utilizado (com desenho); Deve constar também a procedência do material (fabricando e código); É necessário descrever as principais partes dos equipamentos. Roteiro do experimento: - Montar o tubo no aparato experimental. - Verificar a temperatura ambiente e após colocar o termômetro na saída do tubo. - Zerar o relógio comparador, girando a escala colocando em zero a posição do ponteiro do indicador. - Acender a lamparina e posicionar o fogo bem próximo da recipiente de água. - Observar o deslocamento do ponteiro do micrometro. Quando o aquecimento do tubo esteja estabilizado depois de certo tempo anotar o valor do deslocamento do ponteiro e a temperatura final que o sistema estabilizou. - Calcular o valor do coeficiente de expansão do tubo com os dados acima. - A partir dos valores do coeficiente de dilatação linear, descubra o material utilizado. - Repetir o experimento com outro dois tubos de materiais diferentes. Dados coletados: Material 1 ΔL = 0,43 mm Ti = 21°c Tf = 96°c Material 2 ΔL = 0,655 mm Ti = 28°c Tf = 96°c Material 3 ΔL = 0,575 mm Ti = 30°c Tf = 96°c Cálculos: Espaço reservado para todos os cálculos de fórmulas e mudanças de unidades necessárias. Tabelas e Gráficos: Material L (mm) ΔL (mm) Ti (°c ) Tf (°c ) Α (cal/g°c) I 500 0,43 21 96 1,14666667 x 10^-5 II 500 0,655 28 96 1,926470588 x 10^-5 III 500 0,575 30 96 1,7424242424 x 10^-5 Análise dos resultados: O comportamento distinto de cada um dos tubos em relação a uma mesma temperatura, comprova o fato de que cada material possui um parâmetro único, denominado coeficiente de dilatação linear, que define a proporcionalidade do processo de dilatação. Primeiramente, ao analisarmos os dados de dilatação e temperatura em tabelas e gráficos, conclui-se apenas da observação, a ordem na qual se estabelece os valores dos coeficientes, sendo que, os valores específicos são determinados pela inclinação da reta, ou seja, coeficiente angular do gráfico. Após essa análise, conferimos como verdadeiras nossas conclusões por meio de cálculos.
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