Dilatação Térmica

Sumário

1. Objetivo
2. Material Utilizado
3. Fundamentos
4. Pré-Laboratório
5. Procedimento Prático
6. Questionário
7. Conclusão
8. Bibliografia

1. Objetivo

- Determinar o coeficiente de dilatação linear de sólidos.

2. Material Utilizado

1. Dilatômetro;
2. Tubos ocos de: aço, latão e alumínio;
3. Relógio comparador;
4. Quitasato (pyrex);
5. Termômetro;
6. Fita métrica;
7. Fogareiro elétrico.
3. Fundamentos

Quando se aquece um corpo, provoca-se um aumento de agitação das moléculas, e portanto da temperatura. Essas partículas conseguem se afastar mais umas das outras, resultando em um crescimento das dimensões desse corpo. Esse fenômeno se chama dilatação térmica.
Ao passo que o aumento da temperatura faz crescer as dimensões, a diminuição dela ocasiona diminuição também das dimensões, caracterizando uma contração térmica.

Os sólidos podem sofrer dilatação linear, superficial ou volumétrica. Na dilatação linear, objeto de estudo da experiência do laboratório, quando o corpo de tamanho Lo é aquecido de uma temperatura t até uma temperatura t’, sofre uma dilatação, crescendo ΔL (L - Lo).
Cada material possui uma proporcionalidade diferente entre a quantidade de calor fornecida e a variação do comprimento. Então, essa particularidade está expressa no coeficiente de dilatação linear, representado por α. Com isso, existe a seguinte relação:
ΔL = L0 * α * (t’ - t)
A tabela a seguir informa os coeficientes de dilatação linear de alguns sólidos:
Sólido
α (ºC-1)
Sólido
α (ºC-1)
Alumínio
24 . 10-6
Latão
20 . 10-6
Ouro
14 . 10-6
Vidro comum
8 . 10-6
Prata
19 . 10-6
Ferro
13 . 10-6
Aço
11 . 10-6
Concreto
12 . 10-6

4. Pré-Laboratório

Uma ponte de aço tem 250 m de comprimento. Ache a variação de comprimento devida à expansão térmica quando a temperatura varia de 15 ºC a 35 ºC. O coeficiente de expansão linear do aço é 1,1x10-5 ºC-1.

ΔL = L0 * α * (t’ - t)
ΔL = 250 * 1,1x10-5 * (35 - 15)
ΔL =