Dilatação termica

Páginas: 5 (1065 palavras) Publicado: 9 de outubro de 2011
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
FÍSICA EXPERIMENTAL

Relatório 08
Dilatação Térmica

Aluno: Roberto Esdras Mourão Lôbo Filho
Matrícula: 0336378

Disciplina: Física Experimental

Professor: Priscila

Turma: C

18/09/2011

Objetivos

Determinar o coeficiente de dilatação dos diferentes materiais fornecidos.
|

Material

-Dilatômetro;
-Tubos ocos de: aço, latão e alumínio;
- Relógio comparador;
- Quitasato (pyrex);
- Termômetro;
- Fita métrica;
- Fogareiro elétrico;

Introdução
A dilatação que a maioria dos materiais sofre por ação do calor é uma conseqüência do aumento de sua energia interna, que implica em uma maior amplitude das vibrações moleculares e, portanto, um maior distanciamento entre seusconstituintes estruturais. Este aumento dimensional é característico de cada material e é expresso por um fator que depende da temperatura, denominado coeficiente de dilatação. Esse coeficiente pode referir-se ao volume (coeficiente de dilatação volumétrico), à superfície (coeficiente de dilatação superficial), ou a uma só dimensão (coeficiente de dilatação linear). Os dilatômetros medem a dilatação oucontração de uma amostra diretamente (dilatômetros absolutos) ou com referência a outro material de expansão conhecida (dilatômetros diferenciais). Nesta prática, verificaremos a dilatação linear dos materiais através do experimento e de cálculos com base na expressão do coeficiente linear: α=∆L/L0∆t.

Procedimento

O equipamento foi montado, observando o encaixe da barra, a medição do relógio eoutros cuidados a fim de evitar erros no experimento. Em seguida, foi medido o comprimento inicial do tubo (L0) e a temperatura inicial (t0). Aqueceu-se o balão até a ebulição da água destilada e anotaram-se os valores registrados no relógio quando deixou de ocorrer variação no ponteiro - que será o valor correspondente a variação linear do material (∆L)- e a temperatura do vapor d’água(correspondente a temperatura final). Com os dados obtidos, puderam-se realizar os cálculos necessários para a obtenção do coeficiente de dilatação linear.

Tabela de Resultados
MATERIAL | L0 (Mm) | T0 (Cº) | T’(Cº) | ∆L(mm) |
AÇO | 520 | 26 | 99 | 0,41 |
ALUMINIO | 520 | 26 | 99 | 0,99 |
LATÃO | 520 | 26 | 99 | 0,72 |

Os cálculos foram baseados na expressão: α=∆L/L0∆t.
Resultados práticos:
αaço=0,41/(520(99-26))=1,08*10-5 ºC-1
α alumínio=0,90/(520(99-26))=2,37*10-5 ºC-1
α latão=0,72/(520(99-26))=1,89*10-5 ºC-1

Coeficientes de dilatação teóricos:
α aço=1,10*10-5 ºC-1
α alumínio=2,40*10-5 ºC-1
α latão=1,90*10-5 ºC-1

Erro experimental:
Aço=1,81%
Alumínio=1,25%
Latão=0,52%

Questionário

1-Compare o coeficiente de dilatação linear encontrado experimentalmentepara cada material fornecido com os valores respectivos na literatura.

Através dos dados obtidos no experimento calculamos o coeficiente de dilatação pela expressão: α=∆L/L0∆t, e em seguida comparamos com os valores teóricos. Observamos um erro experimental de 1,81% para o aço, 1,52% para o alumínio e 0,52% para o latão.

2- Uma lamina bimetálica consiste de duas tiras metálicas rebitadas eé utilizada como elemento de controle em um termostato comum. Explique como ela funciona.

A lâmina bimetálica é utilizada para ligar os contatos do termostato, permitindo a passagem de corrente e o aquecimento do ambiente. Isso ocorre até certa temperatura, em que a lâmina irá se encurvar devido ao aquecimento desligando-se automaticamente, e retornado a ligar-se com o posterior resfriamento.3-Uma pequena esfera metálica pode atravessar um anel metálico. Entretanto, aquecendo a esfera, ela não conseguirá mais atravessar o anel. O que aconteceria se aquecêssemos o anel e não a esfera?

O diâmetro do anel aumentaria e a esfera atravessaria o anel com maior facilidade.

4-A figura mostra duas barras metálicas presas por uma das extremidades a uma mesma parede. A temperatura...
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