Atividade prática - Dilatação térmica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI 
BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
CTT122 - Fenômenos Térmicos e Ópticos 
Prof. Márcio Macedo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA – DILATAÇÃO LINEAR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
D’Angellis de Fátima Roque Oliveira 
20171021055 
 
 
 
Teófilo Otoni – MG 
2021 
RESUMO 
 Este experimento tem objetivo de estudar a dilatação térmica linear, que é a 
variação de uma das dimensões de um material com a temperatura, no experimento foram 
utilizadas hastes longas e estreitas de dois materiais, para determinar seus coeficientes de 
dilatação por meio de seu aquecimento com o vapor de água e medindo a variação com 
um relógio comparador. 
INTRODUÇÃO 
 O conjunto de técnicas que permitem a medição de alguma propriedade 
física ou química de uma substância ou material em função da temperatura é chamado de 
análise térmica. A análise térmica evoluiu lentamente, embora a termodinâmica e as 
técnicas de medição de temperatura já estivessem estabelecidas desde a metade do século 
XIX. Os trabalhos iniciais foram resultados de esforços isolados de alguns pesquisadores 
que empregavam instrumentos rudimentares por eles idealizados e construídos. 
 Atualmente, a instrumentação termoanalítica atingiu elevadíssimo grau de 
sofisticação e popularizou-se em função de uma aplicação prática crescente, constituindo 
importante ferramenta de trabalho em setores de vanguarda de pesquisa, de 
desenvolvimento de novos produtos e de controle de qualidade e de produção. 
 Uma das propriedades termométricas da matéria é a dilatação térmica, que 
ocorre devido á energia acrescentada aos átomos de um determinado material, fazendo 
com que aumente o espaçamento interatômico, ou seja, quando aquecemos um sólido 
qualquer, as suas dimensões geralmente aumentam, este aumento das dimensões de um 
sólido, devido ao aquecimento, denominamos dilatação térmica. Na dilatação térmica, há 
duas situações distintas: 
Dilatação linear: é o aumento de comprimentos característicos dos corpos. Por exemplo, 
com o aquecimento, o comprimento de uma barra metálica aumenta, o comprimento de 
um fio de linha de transmissão aumenta, o comprimento de um pêndulo aumenta, o 
diâmetro de uma esfera aumenta etc. 
Dilatação volumétrica: ocorre quando um corpo, com dimensões de altura, largura e 
profundidade, é submetido a um aumento de temperatura. Essa variação de temperatura 
causa aumento na agitação das moléculas, ou átomos, que constituem o material, fazendo 
com que elas ocupem maior espaço, elevando, assim, as dimensões desse corpo. 
ANÁLISE DE DADOS 
1 – 
 As propriedades térmicas dos materiais são aquelas compreendidas pela 
resposta ou reação do material à aplicação de calor. São consideradas como propriedades 
térmicas: a condutividade térmica, a expansão ou dilatação térmica, a capacidade 
calorífica, dentre outras (PADILHA, 1997). 
 Considerando os resultados obtidos no experimento foi possível observar a 
diferença nos padrões de dilatação no comprimento das hastes de latão e ferro. Cada 
material reage de forma diferente a uma variação de temperatura. A maioria dos materiais 
expande quando aquecidos, através de uma escala de temperatura que não produz fusão 
ou ebulição. Em um modelo simples, o aumento da temperatura provoca um aumento da 
amplitude de vibração dos átomos no material, o que aumenta a distância média entre 
eles, resultando na expansão do material em questão. 
 Geralmente, há o aumento da densidade de líquidos e sólidos, quando 
aquecidos. No entanto, existem substâncias que em determinados intervalos de 
temperatura, sofrem o fenômeno inverso, ou seja, diminuem de volume quando a 
temperatura aumenta (GONÇALVES et al., 2013). 
 Quando a temperatura de certo material é elevada, seu comprimento também 
ira aumentar. A constante chamada de coeficiente de dilatação linear (α) a sua unidade é 
em C0-1 (Graus Celsius) ou K -1 (Graus Kelvin). O coeficiente de dilatação linear varia 
com a temperatura, mas na maioria dos casos pode ser considerado constante para um 
certo material (HALLIDAY et al., 2012). 
2 – 
 
 
 
 
 
 
 
3 - 
Hastes Material L0 T0 Tf ΔL 
1 Latão 417mm 27,0°C 94,0°C 0,625mm 
2 Latão 319mm 27,5°C 94,5°C 0,412mm 
3 Latão 218mm 27,0°C 96,0°C 0,305mm 
1 Ferro 416mm 26,5°C 95,0°C 0,350mm 
2 Ferro 318mm 28,0°C 95,5°C 0,270mm 
3 Ferro 218mm 27,0°C 96,5°C 0,180mm 
 
4 - 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 – 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 – 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
 Foi identificado que o ferro teve a menor dilatação linear em relação ao 
latão. Com base no experimento foi observado que conforme o aumento da temperatura 
o material utilizado dilata-se, mas os resultados não são iguais aos encontrados e 
esperados teoricamente, mas os valores encontrados comparado aos teóricos possuem 
uma discrepância baixa, então o procedimento experimental atendeu as expectativas e 
agregou conhecimento prático e teórico. 
 
REFERÊNCIAS 
GONÇALVES, Bruno et al. Nova metodologia para aferição da temperatura final de 
hastes metálicas em um experimento de dilatação térmica linear. Revista Brasileira de 
Ensino de Física, v. 35, n. 2, p. 1-11, 2013. Disponível em:< 
https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S180611172013000200009&script=sci_arttext&tl
ng=pt>. 
HALLIDAY, David, RESNICK, Robert, WALKER, Jearl Fundamentos de física: 
gravitação, ondas e termodinâmica. Rio de Janeiro: LTC, 2012. p. 190. 
 PADILHA, Angelo Fernando. Microestrutura e Propriedades. São Paulo: Hemus, 
1997. Disponível em: < 
https://www.academia.edu/download/55504907/Materiais_de_Engenharia_Angelo_Fer
nando_Padilha.pdf >. 
 
https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S180611172013000200009&script=sci_arttext&tlng=pt
https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S180611172013000200009&script=sci_arttext&tlng=pt
https://www.academia.edu/download/55504907/Materiais_de_Engenharia_Angelo_Fernando_Padilha.pdf
https://www.academia.edu/download/55504907/Materiais_de_Engenharia_Angelo_Fernando_Padilha.pdf