Relatório - Dilatação

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
FÍSICA EXPERIMENTAL II
RELATÓRIO 
DILATAÇÃO LINEAR
Introdução 
Dilatação Linear
Aplica-se apenas para os corpos em estado sólido, e consiste na variação considerável de apenas uma dimensão. Como, por exemplo, em barras, cabos e fios.
Ao considerarmos uma barra homogênea, por exemplo, de comprimento  a uma temperatura inicial . Quando esta temperatura é aumentada até uma  (>), observa-se que esta barra passa a ter um comprimento  (>).
Com isso é possível concluir que a dilatação linear ocorre de maneira proporcional à variação de temperatura e ao comprimento inicial . Mas ao serem analisadas barras de dimensões iguais, mas feitas de um material diferente, sua variação de comprimento seria diferente, isto porque a dilatação também leva em consideração as propriedades do material com que o objeto é feito, este é a constante de proporcionalidade da expressão, chamada de coeficiente de dilatação linear (α).
Assim podemos expressar: 
A unidade usada para α é o inverso da unidade de temperatura, como: .
Objetivo
Realizar medições através dos instrumentos : dilatômetro linear e termômetro. Fazer cálculos de dilatação linear checar os dados extraídos das medições, usar as fórmulas de física corretamente, dentro das unidades do SI; obtendo conhecimento especifico de cálculo de dilatação.
Procedimentos experimentais
Materiais utilizados: 
1 Dilatômetro linear com precisão de0,01 mm; 
1 Gerador de vapor;
2 termômetros;
água 
1 tubos conectores
1 barra de latão
1 barra de cobre 
1 barra de aço
Procedimentos realizados:
O primeiro passo foi conectar a uma das barras (latão, cobre, aço) ao conjunto gerador de vapor e dilatômetro, observando a medida da vareta, que é de 500 mm, em seguida verificou-se a temperatura ambiente com o termômetro e Foram utilizados dois termômetros, um para medir a temperatura no interior do gerador de vapor, e outro na extremidade de saída do vapor na ponta da barra, onde o valor inicial da temperatura em ambos foi de 24˚C. Feito isso, ligamos o gerador de vapor e aguardamos a temperatura em ambos os termômetros alcançarem 100˚C. Ao atingirem esta temperatura, com o auxilio do Dilatômetro linear, pudemos observar que a vareta tinha dilatado e foi anotado a dilatação em 100°C,90°C,60°C e 30°C. 
Formulas
 
Para a realização dos cálculos, utilizamos as seguintes fórmulas: 
∆T = T – To ∆L = L – Lo ∆L = Lo . α . ∆T 
 
Onde:
 To = Temperatura inicial L = Comprimento Final
∆T = Variação de temperatura T = Temperatura final 
∆L = Variação no comprimento (Dilatação) L = Comprimento Final
 Lo = Comprimento Inicial α = Coeficiente de dilatação linear do material
Tabela coeficiente de dilatação linear
	latão
	2.0 x 
	cobre
	1.7 x 
	aço
	1.1 x 
 Calculo barra de latão
	Dados barra latão
	Medições/Unidades
	Temperatura inicial da barra
	24°C
	Temperatura final da barra
	100°C
	Comprimento inicial da barra
	500 mm
	Variação de comprimento 100°C
	0,72mm
	Variação de comprimento 90°C
	0,58mm
	Variação de comprimento 60°C
	0,21mm
	Variação de comprimento 30°C
	0,02mm
Variação de comprimento calculado 100°C Variação de medido pelo dilatômetro 100°C
∆T = T – To = 0,72mm
 = 100°C – 24°C = 76°C 
 = ..T,
 = 500 . 2,0x . 76°C
 = 0,76mm
Calculo do coeficiente de dilatação
∆L = Lo . α . ∆T 
0,72 = 500 . α . 76
 α = 0,72 / 38.000 = 1.9x
gráfico comprimento x temperatura latão
 
 
 °c °c °c
Calculo barra de cobre
	Dados Barra latão
	Medições/Unidades
	Temperatura inicial da barra
	24°C
	Temperatura final da barra
	100°C
	Comprimento inicial da barra
	500 mm
	Variação de comprimento 100°C
	0,62mm
	Variação de comprimento 90°C
	0,50mm
	Variação de comprimento 60°C
	0,15mm
	Variação de comprimento 30°C
	0,01mm
Variação de comprimento calculado 100°C Variação de medido pelo dilatômetro 100°C
∆T = T – To = 0,62mm
 = 100°C – 24°C = 76°C 
 = ..T,
 = 500 . 1.7 x . 76°C
 = 0,65mm
Calculo do coeficiente de dilatação
∆L = Lo . α . ∆T 
0,62 = 500 . α . 76
 α = 0,62 / 38.000 = 1.63 x 
gráfico comprimento x temperatura barra de cobre
 °c °c °c	
Calculo barra de aço
	Dados barra latão
	Medições/Unidades
	Temperatura inicial da barra
	24°C
	Temperatura final da barra
	100°C
	Comprimento inicial da barra
	500 mm
	Variação de comprimento 100°C
	0,44mm
	Variação de comprimento 90°C
	0,38mm
	Variação de comprimento 60°C
	0,15mm
	Variação de comprimento 30°C
	0,01mm
Variação de comprimento calculado 100°C Variação de medido pelo dilatômetro 100°C
∆T = T – To = 0,44mm
 = 100°C – 24°C = 76°C 
 = ..T,
 = 500 . 1.1 x . 76°C
 = 0,41mm
Calculo do coeficiente de dilatação
∆L = Lo . α . ∆T 
0,45 = 500 . α . 76
 α = 0,44 / 38.000 = 1.15 x 
gráfico comprimento x temperatura barra de aço
 °c °c °c
Conclusão
De acordo com os dados coletados, cálculos e gráficos constatou-se que a dilatação linear é diretamente proporcional as suas variáveis ( temperatura, comprimento e coeficiente de dilatação) e quanto maior o coeficiente de dilatação maior será a variação do tamanho de acordo com a temperatura. Como o latão em o mesmo maior que os demais ele foi o material que mais se dilatou como demostra o relatório.
E também podemos comprovar qual o material e feito a barra pelo coeficiente de dilatação , comparando o mesmo com a tabela de coeficiente de dilatação .
Bibliografia 
Resnick, Robert; Halliday, David; Walker, Jearl / LTC. Fundamentos de Física 2 –
Gravitação, Ondas, Termodinâmica – 8° Ed. 2012. 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Dilata%C3%A7%C3%A3o_t%C3%A9rmica