RELATÓRIO DILATÔMETRO

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DA BAHIA 
ENGENHARIA 
 
 
 
 
JOÃO PEDRO SANTOS ANDRADE 
RAFAEL CABRAL MIGUEL 
 
 
 
DILATÔMETRO 
RELATÓRIO 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR – BA 
2021.1 
JOÃO PEDRO SANTOS ANDRADE 
RAFAEL CABRAL MIGUEL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DILATÔMETRO 
RELATÓRIO 
 
 
Trabalho apresentado ao Curso de Graduação: 
Engenharias do Centro Universitário Estácio da 
Bahia, com requisito para obtenção de nota na 
Matéria: Física II. 
Orientador: Prof. Lucas Andrade 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR – BA 
2021.1
SUMÁRIO 
1. Introdução 1 
2. Experimento 2 
3. Pré-Teste 3 
4. Avaliando os Resultados 4 
4.1. Parte II: Variação no comprimento final de um tubo metálico em 
função do seu comprimento inicial. 5 
5. Pós-Teste 6 
6. Conclusão 7 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
O fenômeno da dilatação dos corpos foi elaborado em um cenário real pela 
primeira vez por Galileu Galilei na qual observou que as escoras de madeira que 
sustentavam os telhados se deformavam com relativa facilidade com o passar o tempo, 
entretanto foi através de trabalhos separados de Dhuamel e Neuman que o fator 
temperatura foi associado a dilatação dos corpos que até em então acreditava-se que a 
tensão mecânica sugerida por Thomas Young era o única fator que influenciava no efeito 
de deformação dos copos. 
Para entender efetivamente como a variação de temperatura influencia no 
comprimento dos copos tem que ser observado a nível atômico, na qual uma variação de 
temperatura em que a um aumento desta, faz com que os átomos se agitem e 
consequentemente se afastem uns dos outros. Dessa forma as dimensões do corpo 
aumentam. 
Dependendo do grau de dilatação nas dimensões do corpo, a dilatação térmica 
pode ser classificada em 3 tipos, entretanto para o experimento será considerado apenas 
a dilatação linear na qual apenas o comprimento do corpo é considerado e demais 
dimensões por serem muito inferiores são desprezíveis, é o que acontece com os fios ou 
cabos por exemplo onde a espessura e largura são tão ínfimas se comparados ao 
comprimento que podem ser desconsideradas. 
A dilatação térmica linear pode ser obtida através da fórmula: 
ΔL = L0.α.Δθ 
Onde: 
ΔL = Variação de comprimento 
L0 = comprimento inicial 
α = coeficiente de dilatação do material 
Δθ = variação de temperatura 
Como observado na formula a dilatação linear é diretamente proporcional a 
variação temperatura, ou seja, quanto maior for a variação de temperatura, maior a 
dilatação linear do corpo, no entanto ela não só depende da temperatura, mas também 
do comprimento inicial e do material de composição, na qual será observado mais 
 
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adiante como os diferentes materiais influenciam no grau de dilatação do corpo, assim 
como seu comprimento inicial também influencia. Dessa forma existem materiais que 
na mesma temperatura possuem dilatação diferente assim como materiais iguais, mas 
com comprimentos diferentes se dilatam de maneira distinta. 
2. EXPERIMENTO 
O experimento é dividido em duas partes a primeira parte desse experimento tem 
como objetivo observar o grau de dilatação das barras compostas por diferentes materiais, 
quando submetidas a uma mesma variação de temperatura. Utiliza-se um dilatômetro 
dispositivo usado para constatar a dilatação de uma barra metálica ao ser aquecida. 
Inicialmente é medida a temperatura da barra de cobre de 500 mm quando em 
equilíbrio com o ambiente. Assim obtemos temperatura em torno de 25°c, após isso a 
barra é colocada na base onde é fixa com auxílio de um calço de silicone, em seguida é 
ajustado o batente móvel de forma que fique na posição zero e depois é travado, o relógio 
comparador também é ajustado para zero, dessa forma pode-se dar início ao experimento 
acendendo a chama associado ao bico de Bunsen onde tem um liquido que ao ser aquecido 
se transforma em vapor e aquece o corpo de prova, aos poucos a temperatura do sistema 
aumenta chegando a 97,7 °C onde se encontra em equilíbrio, a dilatação pode ser 
visualizada através do relógio comparador que não se encontra mais na posição zero, mas 
na posição 62. O resultado é anotado em seguida é repetido mais duas vezes com materiais 
distintos, o latão e aço onde se obtém respectivamente valores iguais a 69 e 39. 
A segunda parte do experimento consiste em observar o comportamento dos 
sólidos de mesmo material quando aquecidos, entretanto, de tamanhos diferentes, assim 
utiliza-se o cobre como material a ser testado com medias de 500, 400, 350 e 300 mm, 
obtém-se valores distintos que provam a influência do comprimento na dilatação os 
valões obtidos são respectivamente 63; 48,1; 43,1; e 36,1. O experimento é semelhante 
ao da primeira parte o que muda são os comprimentos ao invés dos materiais. 
Materiais: 
● Corpos de prova com diferentes comprimentos e materiais; 
● Termômetro; 
● Bico de Bunsen; 
● Relógio comparador; 
● Batente móvel. 
 
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3. PRÉ-TESTE 
1) Qual a relação entre a dilatação linear e a temperatura? 
 a) Não tem relação; 
 b) Inversamente proporcional; 
c) Diretamente proporcional. 
2) O coeficiente de dilatação linear é uma característica do(a): 
a) formato do objeto; 
b) material; 
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; 
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. 
 
 
 
 
 
4 
 
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; 
b) Ela irá de dilatar de 100mm; 
c) A barra não sofrerá qualquer alteração em seu comprimento. 
4. AVALIANDO OS RESULTADOS 
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 To(°C) ΔL(mm) T(°C) ΔT(°C) α(°C
-1) 
Cobre 25°C 62mm 97,7°C 72,7°C 17,05°C 
Latão 25°C 69mm 97,7°C 72,7°C 18,9°C 
Aço 25°C 39mm 97,7°C 72,7°C 10,7°C 
 
2° Pesquise na internet o valor do coeficiente de dilatação de cada material e 
compare com o calculado. Justifique eventuais diferenças. 
Material α(°C-1) 
Cobre 17,1°C 
Latão 18 °C 
Aço 11°C 
Essa diferença deve-se principalmente pelo grau de aproximação do coeficiente 
linear, ou por possuir uma a maior precisão dos equipamentos usados para se encontrar 
os valores mais disseminados nos livros e interne 
 
 
 
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4.1. 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) ΔL(mm) T(°C) ΔT(°C) 
500 25°C 62mm 97,7°C 72,7°C 
400 25°C 48,1mm 97,7°C 72,7°C 
350 25°C 43,1mm 97,7°C 72,7°C 
300 25°C 36,1mm 97,7°C 72,7°C 
 
 
2° Construa o gráfico variação do comprimento ∆L x comprimento inicial L0 e 
determine seu coeficiente angular. 
 
3º Determine o coeficiente angular do gráfico ∆L x L0 e explique o que ele 
representa. 
O coeficiente angular é igual 200/ 26 ou 7,7 e representa a diferença entre 
comprimento inicial e a variação de comprimento, ou seja, a dilatação do corpo. 
 
0
100
200
300
400
500
600
36,1 43,1 48,1 62
C
o
m
p
ri
m
en
to
 inic
ia
l-
L
0
(m
m
)
Variação de comprimento-ΔL(mm)
Comprimento Inicial X variação de 
compriemnto
Comprimento Inicial X
variação de
compriemnto
 
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4º 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.” 
A variação de comprimento depende tanto a da temperatura como do coeficiente 
linear e do comprimento inicial. Nessa afirmação a variação de temperatura é igual se 
ambas as barras são feitas do mesmo material. O que determinará a variação de 
comprimento é o comprimento inicial, então nessa afirmação casos os requisitos citados 
sejam atendidos pode-se considerar verdadeira. 
5. PÓS-TESTE 
1) Com base nos resultados experimentais obtidos, qual dos corpos de prova (Cobre, 
latão e aço) se dilatou mais? 
a) Corpo de prova de aço; 
b) Corpo de prova de cobre; 
c) Corpo de prova de latão. 
2) Ao se submeter duas barras redondas feitas de materiais diferentes e 
comprimentos iguais a uma variação térmica de 80°C, qual das barras deverá se 
dilatar mais? 
a) A que possui maior coeficiente de dilatação térmica; 
b) A que supostamente é feita de vidro pirex; 
c) A que possui menor dilatação térmica. 
3) Em barras feitas com o mesmo material e sujeitas a mesma taxa de aquecimento, 
quanto maior o comprimento: 
a) Maior seu coeficiente de dilatação térmica; 
b) Maior será sua dilatação final; 
c) Menor será sua variação de comprimento. 
 
 
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4) O Relógio comparador é utilizado no experimento para: 
a) Medir a temperatura do corpo de prova; 
b) Fixar o corpo de prova na base de ensaio; 
c) Medir a dilatação do corpo de prova. 
5) Qual a unidade de medida do coeficiente de dilatação térmica? 
a) °C-1; 
b) Kg; 
c) °C. 
6. CONCLUSÃO 
É possível notar a importância do conhecimento da dilatação dos corpos em 
diversos trabalhos da engenharia principalmente da civil, na qual através desse 
conhecimento é possível tomar um cuidado maior com determinados materiais para evitar 
danos as estruturas como as das pontoes e prédios quando os corpos são submetidos, a 
variações de temperaturas. Através do experimento também fica evidente a necessidade 
de se conhecer os materiais já que materiais diferentes possuem coeficientes de dilatação 
diferentes, dessa forma há materiais que podem ser menos apropriados que outros na 
construção por exemplo. Os tamanhos também importam já que materiais iguais e de 
tamanhos diferentes possuem dilatações lineares diferentes.