EXPERIMENTO - DILATÔMETRO

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ENGENHARIA DE PRODUÇÃO – ESTÁCIO 
3º SEMESTRE 
 
FÍSICA TEÓRICA EXPER. - FLUIDOS, CALOR, OSCILAÇÕES 
 
 
 
TRABALHO DE FÍSICA TEÓRICA EXPER. - FLUIDOS, CALOR, OSCILAÇÕES 
 
 
 
DILATÔMETRO 
 
 
PROFESSOR: RUY GUILHERME CASTRO DE ALMEIDA 
 
 
 
ALUNA: KAMILA SAMPAIO DE LIMA 
 
 
 
 
MATRÍCULA: 202003260533 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO – ESTÁCIO 
3º SEMESTRE 
 
 
 
 
 
FÍSICA TEÓRICA EXPER. - FLUIDOS, CALOR, OSCILAÇÕES 
 
 
 
 
 
TRABALHO DE FÍSICA TEÓRICA EXPER. - FLUIDOS, CALOR, OSCILAÇÕES 
 
 
 
 
DILATÔMETRO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BELEM – PARA 
OBJETIVO 
Este experimento trata do fenômeno da dilatação linear de corpos cilíndricos. 
Inicialmente, você irá observar o aumento do comprimento de um tubo metálico em 
função de um aumento de sua temperatura. Em seguida, você determinará o 
coeficiente de dilatação linear de um material metálico. Como parte das atividades 
você terá que fazer a montagem e ajustes dos equipamentos e instrumentos 
necessários para a realização do experimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DILATÔMETRO 
A análise dilatométrica é a medição das mudanças dimensionais (contracção e 
expansão) que sofre um material, em função da temperatura, quando submetido a um 
programa controlado de temperatura em atmosfera controlada. 
 
 
Para que serve? 
Para muitos materiais as mudanças dimensionais que ocorrem durante o aquecimento 
e arrefecimento podem ser usadas para determinar até quanto os materiais podem ser 
usados, o tamanho e forma com os quais podem ser formados, a compatibilidade com 
outros materiais (por exemplo quando se pretende proceder à junção destes), assim 
como fornecer dados que possam ser usados para estabelecer as condições de 
processamento óptimo, ou determinar qual a melhor utilização para o material. Estas 
condições podem ser, por exemplo na indústria cerâmica, a formulação da pasta, 
tamanho e forma com os quais podem ser formulados e os seus ciclos de cozedura. 
Esta técnica permite ainda calcular o coeficiente de expansão térmica. As 
propriedades dimensionais dos materiais influenciam também a respectiva resistência 
ao choque térmico. 
As áreas de aplicação desta técnica são principalmente a investigação e 
desenvolvimento de novos materiais, a metalurgia e a indústria cerâmica. 
Exemplos de aplicação 
Existem diversas aplicações da dilatômetria na área da investigação e ambientes de 
produção para determinar, coeficiente de expansão ou retracção térmica, transições 
de fase, temperatura de sinterização e etapas de retracção, expansão volumétrica, 
mudança de densidade, temperaturas de amolecimento, influência de aditivos em 
materiais, optimização dos processos de queima, estudo de cinética. A medição exata 
das alterações de dimensão é bastante utilizada na indústria cerâmica e metalúrgica. 
Entre estas aplicações podem-se destacar: 
• Dilatação térmica do suporte cerâmico e do vidrado que o cobre, de modo a 
verificar se é compatível com a pasta cerâmica. 
• Comportamento de expansão e encolhimento da cerâmica técnica, durante a 
sinterização. 
• Na metalurgia a dilatômetria permite determinar mudanças de fase em que 
ocorrem variações dimensionais, transformações alotrópicas, fenómenos de 
precipitação, pontos de curie, e transformações ordem-desordem em ligas. 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAIS UTILIZADOS 
 
•Corpos de prova com diferentes comprimentos e materiais; 
• Termômetro; 
• Bico de Bunsen; 
• Relógio comparador; 
• Batente móvel; 
 
AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
PARTE I - DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE DILATAÇÃO LINEAR 
 
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 (°C) ∆L (mm) T (°C) ∆T (°C) α (°C-1) 
Cobre 24,90 62 97,80 72,90 17.10-6 
Latão 24,90 70 97,90 73,00 18.10-6 
Aço 24,90 39,5 98,00 74,00 11.10-6 
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. 
Material Coeficiente de dilatação Coeficiente Calculado 
Cobre 17.10-6 2.10-5 
Latão 18.10-6 1,90.10-5 
Aço 11.10-6 1,06.10-5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PARTE II: VARIAÇÃO NO COMPRIMENTO FINAL DE UM TUBO METÁLICO EM 
FUNÇÃO DO SEU COMPRIMENTO INICIAL 
 
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 24,90 62 97,80 72,90 
450 24,50 49 95,60 71,10 
350 24,40 28 95,50 71,10 
300 24,40 37 95,50 71,10 
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.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.” 
R: A variação de comprimento de uma barra ao ser aquecida é diretamente 
proporcional ao seu comprimento inicial e também depende do material que a constitui, ou 
seja, a afirmação acima é verdadeira. 
 
 
 
 
 
 
 
PRÉ-TESTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PÓS-TESTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Através deste experimento podemos comprovar na prática o que vimos na teoria, ou 
seja, a variação de comprimento de uma barra ao ser aquecida é diretamente 
proporcional ao seu comprimento inicial. Vimos também que a variação de 
comprimento de uma barra também é diretamente proporcional á variação de 
temperatura. A variação de comprimento de uma barra ao ser aquecida depende do 
material que a constitui. 
Como a dilatação resulta em modificação do volume, podemos concluir que a mesma 
influi também na densidade das substâncias (d=m/V). Um desses resultados observa-se 
na formação dos ventos. O ar, quando aquecido, dilata-se e, por ter então menor 
densidade, sobe. Quando esfriar irá descer. 
 
 
Realizando os procedimentos do experimento proposto.