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4 CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DA BAHIA ENGENHARIA MECÂNICA 3º SEMESTRE 1. NOMES: GABRIEL MATEUS DE JESUS VICTOR ARAUJO PROFESSOR LUCAS ANDRADE SILVA SANTOS TÍTULO DILATÔMETRO SALVADOR - BA 2021 Sumário 1. INTRODUÇÃO Quando os corpos são submetidos a uma variação de temperatura eles dilatam, ou seja, eles sofrem aumento ou diminuição nas suas dimensões. Essa variação é bem pequena, e as vezes não perceptível a olho nu, necessitando assim de equipamentos, como microscópio, para poder visualizar, ou de algum aparelho capaz de medir a dilatação. Os corpos dilatam quando sofrem aumento na sua temperatura. Sabe-se que quando ocorre a variação da temperatura do corpo os átomos que o constituem se agitam mais, com isso a distância média entre eles é aumentada, assim sendo, o corpo ganha novas dimensões, ou seja, sofre dilatação. De uma forma geral todos os corpos dilatam após serem aquecidos e se contraem após terem sua temperatura reduzida. A dilatação linear é aquela que ocorre variação em apenas uma dimensão, ou seja, o comprimento do material. Aplica-se a Dilatação Linear apenas para os corpos em estado sólido, e consiste na variação considerável de apenas uma dimensão. Exemplificando, em barras, cabos e fios. 1.1. OBJETIVO GERAL Determinar a partir do experimento e de gráficos feitos coletando-se dados o coeficiente de dilatação térmica linear dos metais (aço, alumínio e latão ), para com o fim de verificar se o resultado experimental bate com os resultados teóricos existentes. 2. DESENVOLVIMENTO 2.1. PRÉ-TESTE 1) Qual a relação entre a dilatação linear e a temperatura ? a) Não tem relação; b) Inversamente proporcional c) Diretamente Proporcional. X ----------------------------------------------------------------------- 2) O coeficiente de dilatação linear é uma característica do(a): a) formato do objeto b) material x c) fonte de calor ------------------------------------------------------------------------ 3) Duas barras de mesmo comprimento e materiais diferentes sofrem uma mesma variação de temperatura. Considerando que uma barra é feita de silício (∝ =2,6 x 10-6 °C-1) e outra de aço (∝ =14 x 10-6 °C -1), qual delas sofrerá maior dilatação? a) A barra de silício b) A barra de aço x c) Elas se dilatarão de igual valor. -------------------------------------------------------------------------- 4) Qual das opções abaixo expressa uma grandeza que não interfere na dilatação térmica sofrida pelos sólidos? a) Natureza do material; b) Variação de temperatura sofrida pelo sólido; c) Tempo em que o sólido fica exposto à fonte de calor. X -------------------------------------------------------------------------- 5) Suponha uma barra de aço sendo aquecida de uma temperatura T0 = 20 °C até uma temperatura Tf= 100 °C. Suponha ainda que ao se medir a dilatação total decorrente da variação térmica, obteve-se um valor de 100mm. Pergunta-se: o que irá ocorrer com a barra quando ela for resfriada até a temperatura inicial de 20 °C? a) Ela irá se contrair de 100mm X b) Ela irá de dilatar de 100mm c) A barra não sofrerá qualquer alteração em seu comprimento. -------------------------------------------------------------------------- 2.2. EXPERIMENTO 1. Anote na Tabela 1 os valores obtidos durante a primeira parte do experimento.Utilize a equação 1 para calcular o coeficiente de dilatação linear α de cada material, lembrando que o comprimento inicial dos corpos de prova é L0 = 500 mm. Material T0 l(°C) ∆L (mm) T (°C) ∆T (°C) α (°C-1) Cobre 0,24.4 - 62 - 100,5 - 74,9- 1,7 x 10-5 Latão 0,24.5 - 68,5 - 100,5 - 74,9- 2,0 x 10-5 Aço 0,24.5 - 39,5 - 100,5 - 74,9 - 1,1 x 10-5 Tabela 1 – Temperatura e dilatação dos corpos de prova com diferentes materiais ∆𝐿 = 𝛼. 𝐿0. ∆𝑇 2. Pesquise na internet o valor do coeficiente de dilatação de cada material e compare com o calculado. Justifique eventuais diferenças. 1. Anote na Tabela 2 os valores obtidos durante a segunda parte do experimento. L0 (mm) T0 (°C) ∆L (mm) T (°C) ∆T (°C) 500 - - - 450 - - - 300 - - - 350 - - - Tabela 2 – Temperatura e dilatação dos corpos de prova com diferentes comprimentos 2. Construa o gráfico variação do comprimento ∆L x comprimento inicial L0 e determine seu coeficiente angular. 3. Determine o coeficiente angular do gráfico ∆L x L0 e explique o que ele Representa. 4. Com base nos seus conhecimentos, verifique a validade da afirmação: “A variação no comprimento de um material, para uma mesma variação de temperatura, é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial. 2.3. PÓS-TESTE 3. CONCLUSÕES REFERÊNCIAS
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