Prática 8 - dilatação linear de um solido metálico

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS
CURSO: BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA
DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE ONDAS E TERMODINÂMICA
NOTA
EXPERIMENTO 8: TEMPERATURA E CALOR – DILATAÇÃO LINEAR DE UM SÓLIDO METÁLICO
PROF. JOSÉ LUIZ
ALUNO(A): TURMA: DATA: 
1 – OBJETIVO: Determinar o coeficiente de dilatação linear de um sólido metálico tubular. Compreender que para a 
mesma variação de temperatura, diferentes materiais se dilatam por quantidades diferentes.
2 – TEORIA: Em geral, os materiais se dilatam quando são aquecidos e se 
contraem quando são resfriados. Os sólidos se dilatam muito pouco, os líquidos 
se dilatam um pouco mais que os sólidos (para o mesmo volume) e os gases se 
expandem a um grande volume quando são aquecidos. A variação de 
comprimento que um sólido sofre ao ser aquecido é proporcional a variação de 
temperatura. Se uma haste de um determinado material tem um comprimento L0 e 
a temperatura varia por uma quantidade ∆T, então a variação ∆L no comprimento 
da haste pode ser dada por
 ΔL=L0 .α .ΔT . (1)
onde a constante α é chamada de coeficiente de dilatação linear. A sua unidade é K-1 ou (ºC)-1. Seu valor é diferente para 
materiais diferentes e é independente da massa e dimensões do corpo, dependendo somente da natureza do material. A 
Eq. (1) é válida se a variação de temperatura não for muito grande para que não modifique as características do material.
3 – MATERIAL UTILIZADO:
 02 corpos de prova;  01 pinça com mufa fixa;
 01 balão volumétrico;  01 lamparina;
 01 pano de limpeza;  01 recipiente com água;
 01 base principal metálica com dilatômetro;  02 termômetros;
4 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
4.1 – Faça a montagem conforme a Fig. 02, colocando um termômetro 
dentro da mangueira de saída (deixe a marca 90 ºC para fora).
4.2 – Coloque um segundo termômetro no orifício da rolha do reservatório 
contendo água. O bulbo do termômetro deve ficar afastado de 1 a 2 cm do 
fundo do balão, não devendo tocá-lo de modo algum.
4.3 – Determine o comprimento inicial L0 do corpo de prova, distancia 
entre o centro da guia com mufa até o medidor (este é o único trecho do 
corpo de prova que terá influência sobre a leitura indicada pelo medidor).
 
L0 = ____________ ;
4.4 – Determine a temperatura inicial T0 da barra medindo a temperatura ambiente. T0 = ________ ;
4.5 – Ative a fonte de calor descreva o que acontece quando a temperatura no corpo de prova começa a aumentar: 
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4.6 – Aguarde para que o corpo de prova atinja a temperatura máxima (consequentemente, a dilatação máxima) . O 
momento para a execução desta leitura de ser (no mínimo) 60 segundos após a estabilização dos medidores. Após o 
equilíbrio térmico, meça as temperaturas nos pontos de entrada e saída do vapor.
 
 T f = ________ ;
UFERSA – DCEN – Lab. Ondas e Termodinâmica__________________________________________________________________1
Figura 01 – dilatação de uma 
barra homogênea
Figura 02 – aparato experimental
4.7 – Meça no dilatômetro a variação ∆L sofrido pelo corpo de prova.
 ∆L = ____________ ;
4.8 – Usando a Eq. (1), calcule o coeficiente de dilatação linear α do corpo de prova e determine, através da Tabela 01, o 
tipo de material de que é feito o corpo de prova.
 α = ______________ ; pela Tab. 01, o corpo de prova é feito de: ____________________.
5 – QUESTIONÁRIO:
5.1 – O que aconteceria se o corpo de prova utilizado fosse resfriado a 0 oC no lugar de ter sido 
aquecido? Faça o cálculo.
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5.2 – O que ocorre se uma liga bimetálica, olhe a Fig. 03, formada de cobre e ferro for aquecida? E se a 
mesma for resfriada?
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5.3 – Um termômetro comum consiste de uma coluna de mercúrio em um tubo de vidro. Com base em seu 
funcionamento, qual material deve ter o maior coeficiente de dilatação linear, o vidro ou o mercúrio? Explique.
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5.4 – Uma chapa de concreto usada em construção de estradas é colocada no lugar quando a temperatura ambiente é de 
20 °C. Se o seu tamanho é de 20,478 m, calcule o mínimo espaçamento entre as chapas para que não haja curvaturas. 
Assuma que a temperatura máxima que pode ser atingida seja 55 °C. (αcon = 1,2 × 10 –5 ºC –1)
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5.5 – Uma ponte de aço é constituída de vários segmentos de 20 m cada. O espaçamento entre eles é de 4 cm a 18 °C. 
Qual é a máxima temperatura que a ponte pode suportar sem se curvar?
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6 – CONCLUSÃO:
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7 – BIBLIOGRAFIA
[1] – Sears & Zemanski, Young & Freedman, Física II, Ondas e 
Termodinâmica, 12ª Edição, Person 2008.
[2] – Resnick, Halliday, Krane, Física 2, 5ª Edição, LTC, 2007.
UFERSA – DCEN – Lab. Ondas e Termodinâmica__________________________________________________________________2
Figura 03
Substância Coeficiente linear (α)
Aço 1,1 × 10 –5 ºC –1
Alumínio 2,3 × 10 –5 ºC –1
Cobre 1,7 × 10 –5 ºC –1
Chumbo 2,9 × 10 –5 ºC –1
Ferro 1,2 × 10 –5 ºC –1
Latão 1,9 × 10 –5 ºC –1
Ouro 1,4 × 10 –5 ºC –1
Porcelana 0,3 × 10 –5 ºC –1
Vidro comum 0,9 × 10 –5 ºC –1
Zinco 2,5 × 10 –5 ºC –1
Tabela 01
	Universidade Federal Rural do Semi-Árido
	Departamento de Ciências Exatas e Naturais
	Curso: Bacharelado em Ciência e Tecnologia
	Disciplina: Laboratório de Ondas e Termodinâmica
	NOTA
	Experimento 8: Temperatura e Calor – Dilatação Linear de Um sólido Metálico
	Prof. José Luiz
	7 – BIBLIOGRAFIA