dilataçao termica

PRÁTICA 8: DILATAÇÃO TÉRMICA

OBJETIVOS

- Determinação do coeficiente de dilatação linear de sólidos.

MATERIAL
- Dilatômetro;
- Tubos ocos de: aço, latão e alumínio;
- Relógio comparador;
- Kytasato;
- Termômetro;
- Lâmina bimetálica;
- Fita métrica;
- Luvas térmicas;
- fogareiro elétrico.

Introdução teórica

Quando a temperatura de um corpo varia, ocorrem variações de comprimento em cada uma de suas dimensões, variações estas que dependem da forma do corpo e da substância de que ele é feito. A variação de qualquer dimensão linear de um corpo com a temperatura se chama dilatação térmica.

Considerando uma das dimensões do corpo, de comprimento L0 à temperatura t0 e comprimento L à temperatura t, de modo que ΔL = L L0 seja a variação de comprimento e Δt = t t0, a variação de temperatura, a lei da dilatação linear diz que ΔL / Δt é proporcional a L0: L0 ΔL / Δt

Definimos o coeficiente de dilatação linear αescrevendo:

ΔL / Δt= α L0
Esta última expressão pode ser reescrita como:

L = L0 ( 1 + αΔt )

De modo análogo ao coeficiente de dilatação linear podemos definir o coeficiente de dilatação superficial,β, e o coeficiente de dilatação volumétrico, . Nos sólidos isotrópicos, a variação percentual no comprimento é a mesma em todas as direções e temos, com muito boa aproximação: β α e  α
Para mostrar que β α vamos considerar uma superfície retangular de área A0 e dimensões L10 e L20 à temperatura t0, área A e dimensões L1 e L2 à temperatura t. Sendo assim, temos A0 = L 10L20 e A = L1L2 e usando a expressão acima para a dilatação linear, vem:
A = L1L2 = L10( 1 + αΔt ) L20( 1 + αΔt ) = A0 [ 1 + 2αΔt+α²(Δt²)] coeficiente de dilatação linear α tem, sempre, um valor muito menor do que zero. Então,