Física - Dilatação Linear

INTRODUÇÃO

A experiência realizada constitui-se de uma única parte. Onde após determinar a variação de dilatação linear será possível determinar o coeficiente de dilatação linear do corpo de prova em ferro.

OBJETIVO

Determinar o coeficiente de dilatação linear de um corpo de prova de ferro, utilizando um dilatômetro linear.

Parte Teórica
Chamamos de dilatação térmica o aumento do comprimento, superfície ou volume dos corpos com o calor. Assim, no caso do aumento do comprimento de uma barra de metal com o aquecimento temos uma dilatação térmica linear.
A variação de comprimento de uma barra que sofre aquecimento é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial, à sua variação de temperatura e depende do material que a constitui.
Sabendo que a dilatação de uma barra é diretamente proporcional ao comprimento inicial e à variação de temperatura, temos:

Nessa fórmula α é uma constante de proporcionalidade denominada coeficiente de dilatação linear, característico de cada material, L0 é o comprimento inicial da barra, Δt é a variação de temperatura. Essa fórmula expressa, algebricamente, a lei da dilatação linear.
A unidade do coeficiente de dilatação é o inverso do grau Celsius, chamado grau Celsius recíproco, de símbolo ºC-1.

Figura 1 – Coeficientes Lineares de alguns materiais
Na figura 1 apresentamos alguns coeficientes de dilatação linear. Observe que na fórmula ΔL = L0 . α . Δt, sofrerá maior dilatação o material que apresentar maior coeficiente de dilatação α. Por essa razão, os metais estão entre as substâncias que mais se dilatam. Outros materiais, como o vidro pirex e a porcelana, apresentam pequeno coeficiente de dilatação e, portanto, dilatação menor.
O coeficiente de dilatação linear corresponde a um valor médio entre a temperatura inicial e a temperatura final. É possível determinar um coeficiente α pela expressão quando o intervalo de temperatura tende a zero.
Outra fórmula