dilatação linear

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UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA - UNAMA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Wesley Vila Seca Sanches
RELATÓRIO DE FISICA EXPERIMENTAL II
DILATAÇÃO TERMICA
BELÉM – PARÁ
2013
Wesley Vila Seca Sanches
	
RELATÓRIO DE FISICA EXPERIMENTAL II
DILATAÇÃO TERMICA
Relatório referente à disciplina Física Experimental II ministrada pelo Ruy Guilherme Castro de Almeida, na Turma 3ENN1, como exigência parcial a obtenção da nota do 2º N.I. 
	
BELÉM – PARÁ
2013
OBJETIVO
Determinar o coeficiente de dilatação linear de uma Barra metálica.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Segundo RUSSEL (1982) um corpo sólido, submetido à 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.
O grau dessas oscilações determina uma grandeza física muito conhecida por nós, a temperatura. Em outras palavras, quanto mais agitadas estiverem as moléculas, mais será a temperatura. Quanto menor o estado de agitação molecular, menor a temperatura.
Desse fenômeno extrai-se uma consequência fundamental: quanto mais agitadas estiverem as moléculas de um determinado objeto, mais afastadas elas estarão entre si. O resultado disso é um aumento no tamanho do objeto, ou seja, quando aquecido, ele sofre uma dilatação.
Vamos analisar a dilatação linear de uma haste fina de comprimento inicial l0 com temperatura inicial de T0. Variando a temperatura desta haste para T, verifica-se que seu comprimento muda de valor, para l.
Figura 1 – Dilatação Térmica
O aumento de temperatura provoca um afastamento das moléculas e um consequente aumento do tamanho do corpo.
A experiência mostra que a dilatação sofrida pela haste ∆l =l - l0 , é proporcional ao seu comprimento inicial l0 e a variação de temperatura ∆T = T – T0 . Quanto maior a variação da temperatura, maior será a dilataçãoda barra. 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.
A unidade do coeficiente de dilatação linear é o inverso da unidade de temperatura.
É utilizado com maior freqüência, o ºC -1 .
Em alguns exercícios, é pedido o valor do comprimento final da barra. Para encontra-lo, podemos utilizar as equações:
onde a combinação destas equações chega-se a seguinte expressão:
MERITAL UTILIZADO
Para a análise experimental foram utilizados os seguintes materiais;
Haste metálica Oca.
Relógio Comparador Micrometro ("Deflexometro")
Becker
Erlenmayer
Manta térmica.
Haste de sustentação
Pegadores
Rolha com mangueira
Figura 2:
Régua
Termômetro
Água
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Inicialmente, anotou-se os valores Lo (comprimento da vara até o eixo fixo), h’ (medição da gilete), h’’ (altura da base até o canudo), T (medição da temperatura ambiente inicial).
Em seguida, montou-se o equipamento de modo que ficasse como a Figura 2. Feito isso ligou-se a resistência elétrica e aguardou-se até a água chegar à temperatura de ebulição (100ºC). A barra de alumínio ficou presa em uma das suas extremidades e a outra ficou apoiada sobre a gilete, que por sua vez possuía um canudo fixo, funcionando como ponteiro.
A extremidade superior estava fixada horizontalmente em escala (régua). Quando a vara de alumínio começou a dilatar a barra oca começou a mover-se. Aguardou-se até que a barra estivesse parada para anotar a variação. Por fim, calculou-se o coeficiente de dilatação. 
RESULTADOS
L0= 500mm
T0= 27ºC
T= 100ºC
L0= Comprimento inicial da Barra
T0= Temperatura inicial(temperatura ambiente)
T= Temperatura da água no ponto de ebulição na manta térmica.
*Valor apresentado no dilatômetro, após o aquecimento da barra e consequentemente a dilatação;
L=58
Aplicando na formula de modo, que se leva em consideração a maneira de medição segundo o Fabricante (0,01mm).
Calculo do 
T= Temperatura Final
T0= Temperatura Inicial
T=100ºC
T0=27ºC
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Ao finalizar o calculo de dilatação linear da barra que foi exposta ao teste, levando em consideração a tabela com os valores do coeficiente de dilatação dos metais (como a apresentada logo abaixo) conclui-se que o material da barra é de Cobre. O valor não se apresentou preciso e isso pode ter sido pelo fato do ambiente de análise ser refrigerado e consequente isso altera os valores mesmo que minimamente.