A UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS ICE-INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS DISCIPLINA DE LABORATÓRIO DE FÍSICA I

Equipe (E):

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS ICE-INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS DISCIPLINA DE LABORATÓRIO DE FÍSICA I

Brenda do Carmo Mendonça-21753115 Brenda Regina da Silva Pereira-21750296 João Pedro Lima Sampaio-21854736

Dilatação térmica

Manaus/AM 2022

Sumário

Introdução        3

Objetivos        3

1. Materiais e métodos        4
2. Resultados e Discussão        4
3. Questão da Prática        4
4. Conclusão        5

Introdução

A dilatação térmica é um fenômeno que associa temperatura e volume. Nele, as duas grandezas sofrem aumento diretamente proporcional. Vários materiais sofrem dilatação térmica, principalmente os metais quando aquecidos ou resfriados onde essas variçoes de temperatura são mais perceptíveis. No cotidiano a dilatação térmica esta presente em todos os tipos de materiais, sejam sólidos, líquidos ou gasosos e sendo proporcional ao aumento de temperatura, porém não é igual para todos os materiais em razão do coeficiente angular de cada um.

O coeficiente de dilatação linear é uma constante de proporcionalidade que determina o comportamento de um material quando ele sofre variações de temperatura. Quanto maior for o coeficiente de dilatação linear de um material, maior será sua sensibilidade às variações de temperatura.

A dilatação de um corpo ocorre em todas suas dimensões. Nos corpos sólidos a dilatação pode ser linear, superficial ou volumetrica. Ao se tratar da dilatação linear temos uma variação de comprimento dada por:

∆𝐿 = 𝐿𝑓 − 𝐿𝑖        Eq. 1

Se analisar uma barra de cobre, que foi utilizada nesse experimento, pode-se observar que enquanto a barra é aquecida a um aumento em suas dimensões (comprimento, altura e largura) devido ao aumento da intensidade de energia cinética de vibração de suas moleculas. Essa dilatação depende de três fatores: da substancia que é feito o material, da variação de temperatura sofrida pela barra e do seu comprimento inicial.

A primeira equação seria para o comportamento de um fio qualquer, para calcular a variação no comprimento do corpo pela extensão seria:

∆𝐿 = 𝛼𝐿0∆𝑇        Eq. 2

Onde ∆𝐿 é a variação de comprimento do corpo solido,𝐿0 é o comprimento inicial, Δ𝑇 é a variação de temperatura e 𝛼 é o coeficiente de dilatação linear que depende do material que é feito o corpo sólido.

Objetivos

Determinar do coeficiente de dilatação térmica linear de sólidos.

1. Materiais e métodos

1. Materiais

• 1 gerador elétrico de vapor de 600ml de água
• 1 dilatômetro linear
• 1 termômetro
• 1 tubo de cobre
• 2 mangueiras

2.2 Métodos

Montou-se um sistema de dilatação térmica com o gerador elétrico em conjunto com o dilatômetro e uma barra de cobre acoplada ao mesmo. Usou-se um termômetro para medir a temperatura da água inicial, antes do gerador ser ligado, e a temperatura final, depois que o gerador foi ligado.

Zerou-se o dilatômetro e conectou-se uma das mangueiras em uma das hastes moveis e a outra conectada a segunda haste móvel. Iniciou-se o experimento ligando o gerador com a água dentro e aguardou-se que a mesma chegase a uma temperatura de 98ºC para anotações de dados.

1. Resultados e Discussão

tabela 1: valores de temperatura inicial (Ti), comprimento inicial (Li), dilatação (∆L), comprimento final (Lf) e temperatura final (Tf) para o tubo de cobre.

Comprimento inicial (mm)	T inicial (°C)	Dilatação (mm)	Comprimento Final (mm)	T Final (°C)
COBRE	550	37	0,34	550,34	98