Dilatação térmica

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA

ENGENHARIA CIVIL - FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA

PRÁTICA 8: DILATAÇÃO TERMICA

FORTALEZA-CE, DEZEMBRO/2012.

1. OBJETIVOS
A determinação do coeficiente de dilatação linear de sólidos.
2. MATERIAL
Nessa prática, utilizou-se os seguintes materiais:
- Um dilatômetro;
- Três tubos ocos de aço, latão e de alumínio;
- Um relógio comparador;
- Um Kitasato (pyrex) contendo água;
- Um termômetro (ao qual é acoplado ao quitasato);
- Uma fita métrica;
- Um fogareiro elétrico.

3. FUNDAMENTOS
Um corpo ou uma substância ao absorver calor, aumentará sua energia interna e assim aumentará o grau de agitação de suas partículas (temperatura). Essas partículas constituintes do corpo aumentarão seu grau vibracional, ocupando um volume maior. Esse aumento observado das dimensões de um corpo com o aumento dessa temperatura é chamada DILATAÇÃO TÉRMICA.
Na dilatação linear, o comprimento de um corpo aumenta em termos de uma dimensão, isto é, linearmente. As barras de trilhos ferroviários são feitas com um espaçamento para que a filatação não cause problemas (evitar que, com a dilatação térmica, o trilho seja retorcido). já no inverno, com as baixas temperaturas, os trilhos se contraem, ocasionando assim o aumento espaçamento entre os trilhos. A dilatação não é um fenômeno realizado à olho nú, de forma que varia de acordo com o material e a temperatura. É importante saber que a dilatação linear é apenas teórica, sendo que para que isso exista ele deve ser tridimensional. Numa dilatação a matéria ira dilatar nas três dimensões, mas como não é possível calcular tal dilatação, adotamos somente o calculo da dilatação linear.
Vamos supor que uma barra possua um comprimento L0para uma dada temperatura t0. Quando a temperatura varia de Δt, o comprimento varia em ΔL. A experiência diz que quando Δt não é muito grande(menor que 100°C), ΔL é diretamente