´FÍSICA EXPERIMENTAL - DILATAÇÃO TÉRMICA

Páginas: 6 (1456 palavras) Publicado: 1 de novembro de 2013


Universidade Federal do Ceará
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Física Experimental






8° Relatório - Dilatação Térmica







Professor: Philipe
Aluno: Caio Ítalo Alves
Matrícula: 345552
Turma: 14A

Fortaleza
2012.1

1. Objetivos
- Determinação do coeficiente de dilatação linear dos sólidos;

2. Materiais
-Dilatômetro;
- Tubos ocos de aço latão e alumínio;
- Relógio comparador;
- Kitasato (pyrex);
- Termômetro;
- Fita métrica;
- Fogareiro elétrico.

3. Introdução
O conceito de dilatação térmica está associado à variação nas dimensões de um objeto em função da temperatura. Pois se sabe que quando as moléculas de um corpo aumentam sua energia cinética, pelas leis da termodinâmica, a sua energiainterna também sofrerá alterações e, consequentemente, o corpo tenderá a aumentar suas dimensões. Existem três tipos de dilatação:
Dilatação Linear - Ocorre em corpos em que a principal dimensão é o comprimento e é calculada da seguinte forma:
L = α. T.L0


L – Dilatação linear;
α – Coeficiente de dilatação linear;
L0 – Comprimento inicial;
T – Variação de temperatura que o corpo sofreu.Dilatação superficial – Ocorre em corpos em que prevalece a variação de área e é calculada da mesma forma que a dilatação linear, porém ao invés do comprimento consideraremos uma superfície.
S = β.T.S0

Dilatação volumétrica – Ocorre em corpos que todo o volume sofre variações consideráveis, é calculada da mesma forma, porém considerando volumes:
V = ϒ.T.V0

Há uma relação entre oscoeficientes de dilatação linear, superficial e volumétrico e é dado da seguinte forma:
α/1=β/2=ϒ/3.
Utilizando um dilatômetro pode-se determinar o coeficiente de dilatação linear de sólidos em forma de “tubos”.

Como o relógio comparador determina o L, os sensores de temperatura determinam o T e medindo-se o comprimento inicial, podemos calcular o α desta maneira:
α = L / T.L0 .


4.Procedimento
4.1 Monte a experiência conforme indica a figura. Tomando as seguintes precauções:
- Suspenda o tubo escolhido nas hastes de sustentação do dilatômetro.
- Fixe o tubo na haste próxima à entrada de vapor de água e deixe a outra extremidade livre.
- Fixe o relógio comparador na terceira haste de modo que o mesmo toque a extremidade fechada do tubo oco. Lembre-se de zerar o relógio atéque o “zero” coincida com a posição do ponteiro.
- Posicione a saída lateral do tubo inclinada para baixo. Isso facilitará a saída de água que eventualmente venha a se condensar dentro do tubo.
4.2 Meça o comprimento L0, à temperatura inicial, da porção do tubo considerada na dilatação (comprimento do tubo entre o ponto de apoio fixo e a extremidade fechada que toca o relógio comparador). Anotena Tabela 1.
4.3 Anote a temperatura inicial, (temperatura ambiente).
4.4 Quando o ponteiro estacionar e estiver saindo vapor pela saída lateral do tubo oco, anote a temperatura final, t’ (temperatura do vapor d’água) e a medida da dilatação, L (medida do relógio comparador)
4.5 Repita o procedimento para os outro tubos. Tenha cuidado ao trocar as amostras, pois a temperatura pode estarelevada e provocar queimaduras.
4.6 Indique na tabela 1 as unidades utilizadas.
Material
L0 (mm)
t (°C)
t’ (°C)
α(°C-1)
L (mm)
Aço
530,0
25,30
99,80
1,37.10-5
0,54
Alumínio
530,0
25,10
99,10
2,37.10-5
0,93
Latão
530,0
25,80
99,10
1,90.10-5
0,74

4.7 Determine o coeficiente de dilatação linear, de cada material fornecido.
αAÇO = 0,54/530,0.74,4 = 1,37.10-5 °C-1


αALUMINIO= 0,93/530,0.74,0 =2,37.10-5 °C-1


αLATÃO = 0,74/530,0.73,3 = 1,90.10-5 °C-1





5. Questionário
5.1 Compare o coeficiente de dilatação linear encontrado experimentalmente para cada material fornecido com os valores respectivos da literatura.
Aço - No experimento: αAÇO = 1,37.10-5 °C-1.
Na Literatura: 1,1.10-5 °C-1 e 1,2.10-5 °C-1 .
Latão – No Experimento: αLATÃO = 1,90.10-5...
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