O Comportamento da dilatação térmica de hastes metálicas

CENTRO UNIVERSITÁRIO VILA VELHA – UVV

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DISCIPLINA

FÍSICA EXPERIMENTAL I

EC3NB

Experiência: Dilatação Térmica

Flavia Jose de Oliveira

Iago Camuzzi Aguiar

Vila Velha (ES), 17 de Maio de 2013.

1 OBJETIVOS

Os objetivos deste experimento são:

1.1 Levantar o comportamento da dilatação térmica de hastes metálicas;

1.2 determinar os coeficientes de dilatação térmica destas hastes.

        

2 INTRODUÇÃO

Quando a temperatura aumenta, os átomos vibram com amplitudes maiores e sua distância média aumenta. Isto leva a uma dilatação de todo o corpo sólido. A variação de qualquer dimensão linear do sólido, como o comprimento, largura ou espessura, é chamada de dilatação linear.

Uma mudança de temperatura ΔT causa variação ΔL no comprimento L da dimensão linear. O experimento mostra que se ΔT for suficientemente pequeno, a variação ΔL será proporcional à variação de temperatura ΔT e ao comprimento original L. Então, pode-se escrever

ΔL = αL0 ΔT

onde α, é chamado de coeficiente de dilatação linear e tem valores diferentes para diferentes tipos de materiais. Pode-se se reescrever a equação acima na forma

α = (ΔL/L0)/ΔT

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3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Para a execução do experimento foram observados os procedimentos sugeridos no roteiro com as seguintes observações:

• Definiu-se como haste 1 (prateada) e haste 2 (amarelada);
• Resfriar as hastes na torneira da pia entre as medições;
• Tomar cuidado para não se queimar.

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Aparelhagem utilizada no experimento.

4 DADOS EXPERIMENTAIS        

Haste 1
Temperatura Inicial (ºC)	Comprimento L0 (mm)	Alongamento ΔL (mm)	Temperatura Final (ºC)
23,0  ± 0,5	300,0  ±0,5	0,250 ± 0,005	95,0 ± 0,5
23,0  ± 0,5	350,0  ±0,5	0,280 ± 0,005	95,0 ± 0,5
23,0  ± 0,5	400,0  ±0,5	0,330 ± 0,005	95,0 ± 0,5
23,0  ± 0,5	500,0  ±0,5	0,420 ± 0,005	95,0 ± 0,5

Haste 2
Temperatura Inicial (ºC)	Comprimento L0 (mm)	Alongamento ΔL (mm)	Temperatura Final (ºC)
23,0  ± 0,5	300,0  ±0,5	0,420 ± 0,005	95,0 ± 0,5
23,0  ± 0,5	350,0  ±0,5	0,490 ± 0,005	95,0 ± 0,5
23,0  ± 0,5	400,0  ±0,5	0,590 ± 0,005	95,0 ± 0,5
23,0  ± 0,5	500,0  ±0,5	0,700 ± 0,005	95,0 ± 0,5

Haste 1	Haste 2
Alongamento ΔL (mm)	L0 X ΔT	Alongamento ΔL (mm)	L0 X ΔT
0,25	21600	0,42	21600
0,28	25200	0,49	25200
0,33	28800	0,59	28800
0,42	36000	0,70	36000

5 ANÁLISE DOS DADOS

1. 5.1 Determinação do coeficiente de dilatação térmica através da média

1. Utilizando a fórmula: ΔL = αL0ΔT, tem-se:

Haste 1	Haste 2
α1 (10-6 °C-1)	α2  (10-6 °C-1)
11,57	19,44
11,11	19,44
11,46	20,48
11,67	19,44

Fazendo-se a média dos valores dos coeficientes e calculando as incertezas, tem-se:

Material	α médio (10-6 °C-1)
Haste 1	(11,5 ± 0,6)
Haste 2	(19,7 ± 0,4)

2. 5.2 Determinação do coeficiente de dilatação através do gráfico

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