RELATORIO DILATAÇAO 02

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Curso: Licenciatura em Física/ Módulo V 
 Disciplina: Laboratório de Termodinâmica 
 Professor (a): Daiane Ribeiro 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA EXPERIMENTAL 02: Dilatação Térmica dos 
Sólidos 
 
 
 
 
Lorena de Santana Passos 
 Poliana Alves de Santana 
 
 
 
 
 
 
São Raimundo Nonato, PI 
2019 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO................................................................................................. 3 
2 OBJETIVOS..................................................................................................... 4 
3 MATERIAIS UTILIZADOS ............................................................................ 4 
4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .......................................................... 5 
4.1 Quadro- dilatação linear de diferentes materiais. ................................ 5 
4.1.1 Quadro- dilatação linear de diferentes materiais. ................................ 6 
5 ANÁLISE DOS RESULTADOS.................................................................... 6 
5.1 Quadro- comparação dos resultados...................................................... 6 
5.1.1 QUESTIONÁRIO............................................................................................. 6 
5.1.2 Gráfico (∆𝑳𝒙𝑳₀) ............................................................................................... 8 
6 CONCLUSÃO .................................................................................................. 9 
REFERÊNCIAS............................................................................................................ 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
1 INTRODUÇÃO 
 Quando um corpo é exposto a uma fonte de calor, sua temperatura pode 
sofrer variações e assim aumentando a agitação das moléculas, que oscilam 
em torno de um espaço maior, chamamos de dilatação térmica. Na maior parte 
dos casos envolvendo sólidos, essas variações de volume não são facilmente 
notadas, embora com uma observação rigorosa seja capaz de detectá-las. 
 Podemos citar como 
exemplo dos cabos de 
rede elétrica que tornam-
se mais alongados e 
vergam mais num dia de 
verão do que num dia de 
inverno. 
 
 A dilatação é proporcional ao aumento de temperatura, mais não é a 
mesma para diferentes materiais, ou seja, mesma para uma mesma variação de 
temperatura, a dilatação dos corpos não será a mesma para diferentes materiais 
pois cada um tem um coeficiente de dilatação, veja na tabela abaixo alguns 
coeficientes de dilatação linear correspondente à sua substância. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura1: 
https://interna.coceducacao.com.br/ebook/pages/fis-l6-
cap2-p15.htm 
 
Figura 2: 
https://pt.slideshare.net/cassimironeto1/dilata
o-17513617 
 
4 
 
 
 Se a temperatura de uma barra metálica de comprimento L aumenta de 
um valor ∆T, seu comprimento aumenta o valor 
 
 
 
 
 
 ∆𝐿 = 𝛼𝐿₀∆𝑇 (1) 
Onde 𝛼 é uma constante chamada coeficiente de dilatação linear. 
2 OBJETIVOS 
 
 Determinar experimentalmente os coeficientes de dilatação do latão, do 
alumínio e do cobre e compará-los com os valores teóricos; Relacionar a 
variação do comprimento do material utilizado em função da temperatura ∆T e 
do comprimento inicial L₀; Construir e interpretar o gráfico do comprimento em 
função do comprimento inicial L₀ da barra em estudo. 
 
3 MATERIAIS UTILIZADOS 
 
 Dilatômetro; 
 Barra de latão; 
 Barra de cobre; 
 Barra de alumínio; 
 Conexão de saída; 
 Conexão de entrada; 
 Pinça com mufa fixa; 
 Termômetro; 
 Multímetro; 
 
Figura3: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-
dilatacao-termica-linear.htm 
 
5 
 
 Sensor tipo K; 
 Batente móvel fim de curso; 
 Pano de limpeza; 
 Calorímetro; 
 Aquecedor; 
 Recipiente; 
 
 
 
4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
 Inicialmente fomos orientados sobre o manuseio dos aparelhos 
utilizados na pratica experimental. Em seguida seguimos o roteiro do 
experimento no qual no primeiro item pedia para determinarmos o comprimento 
inicial L₀ da barra em estudo (distância entre o centro da guia da mufa até o 
medidor), anotamos a temperatura inicial do sistema, em seguida ligamos a fonte 
de calor e aguardamos alguns minutos para que a barra em estudo atingisse a 
temperatura máxima, após o equilíbrio térmico anotamos a temperatura no ponto 
de saída do vapor e por último determinamos o ∆L sofrido pelo corpo. 
 O quadro abaixo descreve o procedimento do primeiro item como também os 
coeficientes de dilatação linear encontrados. 
4.1 Quadro- dilatação linear de diferentes materiais. 
Material da 
barra 
L₀ (mm) T₀ (ºC) T (ºC) ∆T (ºC) ∆L (mm) 𝛼(℃ ̄ ¹) 
Latão 500 25 97 72 0,72 2·10 ̄ ⁵ 
 
Cobre 500 26 97 71 0,61 1,7∙10 ̄ ⁵ 
 
Alumínio 500 26 97 71 0,46 1,2 ∙10 ̄ ⁵ 
 
 
 Na segunda etapa dessa prática foi feito o mesmo procedimento acima, 
porém escolhemos a barra de alumínio com comprimento da barra L₀ de 500mm, 
400mm e 300mm. Removemos a barra com o pano molhado e deixamos esfriar, 
logo transferimos o guia com mufa para o orifício na marca dos 400mm e foi feita 
6 
 
a troca da água do calorímetro e resfriamos. E assim fizemos o mesmo 
procedimento para o L₀ de 300mm. 
 No quadro abaixo mostra os dados obtidos no experimento como também 
os coeficientes de dilatação linear𝛼. 
4.1.1 Quadro- dilatação linear de diferentes materiais. 
Material da 
barra 
 L₀ (mm) T₀ (℃) T (℃) ∆T (℃) ∆L (mm) 𝛼(℃ˉ¹) 
 
 
 500 26 97 71 0,46 1,2 ∙10 ̄ ⁵ 
 
Alumínio 400 26 97 71 0,32 1,12 ∙10̄ ⁵ 
 
 300 25 97 72 0,24 1,111∙10ˉ⁵ 
 
 
 
5 ANÁLISE DOS RESULTADOS 
 
 Como visto acima determinamos os coeficientes de dilatação linear 
do latão, do cobre e do alumínio, o quadro abaixo mostra os resultados 
obtidos experimentalmente como também os resultados teóricos. 
5.1 Quadro- comparação dos resultados. 
Material Valor experimental Valor padrão 𝜶(℃ˉ¹) 
LATÃO 2·10 ̄ ⁵ 
 
2,0 ∙10 ̄ ⁵ 
 
COBRE 1,7∙10 ̄ ⁵ 
 
1,7 ∙10 ̄ ⁵ 
ALUMÍNIO 1,2 ∙10 ̄ ⁵ 
 
2,4 ∙10 ̄ ⁵ 
 
5.1.1 QUESTIONÁRIO 
 Apresente o significado físico do coeficiente de dilatação linear 𝜶. 
O significado físico dos coeficientes de dilatação linear 𝜶 significa dizer 
que quando o corpo sólido ou liquido é aquecido ocorre uma variação em 
suas dimensões, isto se dá devido à agitação térmica das moléculas ou 
átomos, permitindo que os afastem. 
 Mostre que a equação 1 pode ser escrita como 𝑳 = 𝑳₀ (1+∝ ∆𝑻). 
7 
 
Equação (1): ∆𝐿 = 𝛼𝐿₀∆𝑇 
Como ∆L=L-L₀, então: 
L-L₀=L₀∙ 𝛼 ∙ ∆𝑇 
Passando o L₀ para direita: 
L=L₀+L₀ ∙ 𝛼 ∙ ∆𝑇 
Colocando L₀ em evidencia, 
temos: 
L=L₀ (1+∝ ∆𝑇). 
 Para cada comprimento inicial estudado no quadro 4.1.1 determine o 
comprimento final da barra estudada. 
 
 L₀ 
 
 
 L 
 
 
 
 
 L₀ 
 
 
 L 
 
 
 
 
 
 
 
Onde L= comprimento final; 
L₀= comprimento inicial; 
Onde 𝛼= coeficiente de dilatação; 
 ∆T= variação da temperatura; 
 ALUMÍNIO 500mm 
 
∆L=0,46 mm 
ALUMÍNIO 400mm 
∆L=0,32 mm 
8 
 
 
 
 L₀ ∆L=0,24mm 
 
 
 L 
 
 Abaixo o gráfico da variação do comprimento ∆L versus o comprimento L₀. 
5.1.2 Gráfico (∆𝐿𝑥𝐿₀) 
 
 ∆L 
 
 0,46 
 0,32 
 0,24 
 300 400 500
L₀ (mm) 
 
 Verifique a validade destas informações: 
“ A variação de comprimento sofrida por um material (sob a mesma 
variação de temperatura) é diretamente proporcional ao seu 
comprimento inicial”. 
 Como foi dito no início deste relatório, ou seja, mesma para uma mesma 
variação de temperatura, a dilatação dos corpos não será a mesma para 
diferentes materiais pois cada um tem um coeficiente de dilatação, fazendo 
assim a afirmação acima verdadeira. 
 
 
 
 
 
ALUMÍNIO 300mm 
9 
 
6 CONCLUSÃO 
 
 A partir dos resultados obtidos desta pratica experimental cujo o tema é 
a Dilatação Térmica dos Sólidos concluímos que de fato os comprimentos das 
barras metálicas aumentam junto com a temperatura, porém em valores 
diferentes pois seus coeficientes de dilatação não são os mesmos como foi dito 
na afirmação acima. Logo podemos dizer que os resultados foram satisfatórios 
uma vez que, o valor encontrado para o coeficiente de dilatação linear da barra 
de latão foi de 2·10 ̄ ⁵ ℃ˉ¹ sendo o resultado eficaz pois o valor tabelado é de 2,0 
∙10 ̄ ⁵ ℃ˉ¹. Já o valor encontrado para a barra de cobre foi de 1,7∙10 ̄ ⁵ ℃ˉ¹ que 
também satisfaz o valor tabelado 1,7∙10 ̄ ⁵ ℃ˉ¹. Para a barra de alumínio 
encontramos o valor de 1,2 ∙10 ̄ ⁵ ℃ˉ¹ já o valor tabelado é de 2,4 ∙10 ̄ ⁵ ℃ˉ¹, tudo 
o que foi descrito neste relatório podemos afirmar que o quanto um corpo 
aumenta ou diminui seu tamanho depende do material de que é feito e de quanto 
aumentamos ou diminuímos a temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
REFERÊNCIAS 
 
WALKER, Jearl et al. Fundamentos de física. São Paulo: LTC, 2002. 
 
Disponível em <WALKER, Jearl et al. Fundamentos de física. São Paulo: LTC, 
2002.>. Acesso em: 23 Abril.2019. 
 
Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-termica-
solidos.htm>. Acesso em: 23 Abril. 2019. 
 
NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de Física Básica: fluidos, oscilações 
e ondas, calor. Editora Blucher, 2018. 
 
Estudante Nota 10/[Equipe DCL].- São Paulo: DCL,2009. 
 
 
 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-termica-solidos.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-termica-solidos.htm