RELATÓRIO DE FÍSICA II DILATAÇÃO TÉRMICA DE BARRAS METÁLICAS
Por: Miriam Laurentino • 27/6/2015 • Relatório de pesquisa • 1.104 Palavras (5 Páginas) • 284 Visualizações
UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ
LIEGE LAURENTINO
WILLIAN JACOMEL
THIAGO SOUZA SANTOS
RELATÓRIO DE FÍSICA II
DILATAÇÃO TÉRMICA DE BARRAS METÁLICAS
Itajaí
2013
LIEGE LAURENTINO
WILLIAN JACOMEL
THIAGO SOUZA SANTOS
DILATAÇÃO TÉRMICA DE BARRAS METÁLICAS
Relatório de atividade em aula prática no laboratório de física para obtenção de conhecimento na disciplina Física 2 do curso de Engenharia Civil pela Universidade do vale do Itajaí, campus Itajaí. Orientado pela professora Keylla.
Itajaí
2013
RESUMO
Um corpo sólido, submetido a ação de calor, apresenta alterações em suas dimensões a medida que sua temperatura varia. A dilatação segundo uma dimensão é denominada dilatação linear.
▲L=α.Lo. ▲T
Onde α é o coeficiente de dilatação linear, que depende do material.
Palavras Chave: Calor, temperatura, alteração de dimensões, dilatação linear.
SUMÁRIO
1. Objetivos 6
1.1. Objetivo Geral 6
1.2. Objetivos Específicos 6
2. Introdução 7
3. Revisão Bibliográfica 8
4. Materiais, instrumentos e métodos 10
5. Resultados e discussões 12
6. Conclusão 17
7. Referências bibliográficas 18
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Tabela de coeficientes de dilataçao .........................................................................8
Figura 2: dilatação....................................................................................................................7
- Objetivos
1.1. Objetivo Geral
Determinar o coeficiente de dilatação térmica linear de um metal.
1.2. Objetivos Específicos
• determinar o coeficiente de dilação de uma barra de cobre; de alumínio e de latão.
• Comparar com o coeficiente de dilatação pesquisado.
- Introdução
Todos os corpos existentes na natureza, sólidos, líquidos ou gasosos, quando em processo de aquecimento ou resfriamento, ficam sujeitos à dilatação ou contração térmica. O processo de contração e dilatação dos corpos ocorre em virtude do aumento ou diminuição do grau de agitação das moléculas que constituem os corpos. Ao aquecer um corpo, por exemplo, ocorrerá um aumento na distância entre suas moléculas em consequência da elevação do grau de agitação das mesmas. Esse espaçamento maior entre elas se manifesta através da escansão das dimensões do corpo, as quais podem ocorrer de três formas:linear, superficial e volumétrica. O contrário ocorre quando os corpos são resfriados. Ao acontecer isso as distâncias entre as moléculas são diminuídas e em consequência disso há diminuição nas dimensões do corpo.
- Dilatação Linear: é a dilatação que se caracteriza pela variação no comprimento do corpo. Essa variação pode ser calculada a partir da seguinte equação: ▲L=α.Lo. ▲T
- α é o coeficiente de dilatação térmica linear, cuja unidade é o °C-1, que depende da natureza do material que constitui o corpo;
- Lo é o comprimento inicial do corpo;
- ΔL e ΔT são, respectivamente, a variação do comprimento e da temperatura do corpo
[pic 1]
- Revisão Bibliográfica
A tabela mostra o coeficiente de dilatação linear de alguns sólidos.
[pic 2]
- Materiais, instrumentos e métodos
Materiais
- Barra de alumínio; cobre; latão
- Suporte com água
- Fogo para ferver a água
- Mangueira
- Régua
- termômetros
Métodos
- Identificar o material das hastes (Cobre, Alumínio e latão)
- Medir o comprimento da haste;
- Medir a temperatura ambiente (To);
- Posicionar a barra no dispositivo, avançar ate que a barra encoste no relógio comparador e fixar a barra;
- Zera o relógio comparador;
- Aquecer a água até ferver observando a dilatação da barra;
- Esperar a estabilização da leitura do relógio comparador e da temperatura final medida no termômetro;
- Anotar o valor do comprimento da dilatação e as temperaturas marcadas;
- Fazer a média das temperaturas, a qual será a temperatura final;
- Encontrar o coeficiente de dilatação através da fórmula;
- Comparar o valor do coeficiente encontrado com o proposto na revisão bibliográfica;
- Repetir o procedimento para as demais barras;
- Discutir as possíveis fontes de erros;
- Qual a importância em se conhecer o coeficiente de dilatação dos materiais?
Procedimentos
- Temperatura da sala = 26 oC = temperatura inicial
Barra de alumínio
- Comprimento da barra = 55 cm = 0,55 m
- Média das temperaturas: (80 + 70) /2 = 75 (temperatura final)
- Dilatação dada no relógio comparador = 80 x0,01 = 0,8mm /1000 = 0,0008m
- Pela fórmula da dilatação ▲L=α.Lo. ▲T
Portanto α = ▲L/Lo. ▲T
α = 0,0008/0,55.(75-26) = 3x10-5
- Erro = 2,4 x10-5 – 3 x10-5 /2,4 x10-5
Erro = 0,25 x 100 = 25%
Barra de Cobre
- Comprimento da barra = 55 cm = 0,55 m
- Média das temperaturas: (76,5 + 74,5) /2 = 75,5 (temperatura final)
- Dilatação dada no relógio comparador = 40 x0,01 = 0,4mm /1000 = 0,0004m
- Pela fórmula da dilatação ▲L=α.Lo. ▲T
Portanto α = ▲L/Lo. ▲T
α = 0,0004/0,55.(75,5-26) = 1,5x10-5
- Erro = 1,7 x10-5 – 1,5 x10-5 /1,7 x10-5
Erro = 0,12 x 100 = 12%
Barra de latão
- Comprimento da barra = 55 cm = 0,55 m
- Média das temperaturas: (77 + 70) /2 = 73,5 (temperatura final)
- Dilatação dada no relógio comparador = 61,5 x0,01 = 0,4mm /1000 = 0,0006m
- Pela fórmula da dilatação ▲L=α.Lo. ▲T
Portanto α = ▲L/Lo. ▲T
α = 0,0006/0,55.(73,5-26) = 2,3x10-5
- Erro = 1,8 x10-5 – 2,3 x10-5 /1,8 x10-5
Erro = 0,2777 x 100 = 27,78%
- Resultados e discussões
Quando a vara de alumínio começou a dilatar, observou-se um desvio do ponteiro, que corresponde a uma dilatação ∆L, após os cálculos encontrou-se o coeficiente de dilatação.
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