Coeficiente De Dilatação

Introdução

Os corpos dilatam quando sofrem aumento na sua temperatura. Sabe-se que quando ocorre a variação da temperatura do corpo, os átomos que o constituem aumentam sua agitação e com isso a distância média entre eles aumenta. Assim sendo, o corpo ganha novas dimensões, ou seja, ele se dilata. De uma forma geral, todos os corpos se dilatam após serem aquecidos e se contraem após terem sua temperaturareduzida.

A dilatação linear é aquela em que ocorre variação em apenas uma dimensão, ou seja, o comprimento do material. Imagine a seguinte situação: uma barra de metal de comprimento L(inicial) à temperatura t(inicial), é aquecida até uma determinada temperatura t(final). O que se percebe é que a barra, após o aquecimento, não tem mais o mesmo comprimento, ou seja, ela sofreu uma variação na sua dimensão, no seu comprimento, ela se dilatou.

Objetivo

Mostrar que corpos (sólidos ou líquidos), quando aquecidos tendem a ter uma variação em suas dimensões (comprimento, largura e espessura). E que toda dilatação possui um coeficiente que se chama Coeficiente de dilatação térmica.

Material necessário

•Dilatômetro linear de precisão, equipado com medidormicrométrico escala milimétrica (0,01mm), guia com mufa, guia de saída e sapatas niveladoras, etc;

•Fonte elétrica, temperatura no máximo para geração do calor;

•Balão volumétrico para água ser aquecida(caldeira);

•Termômetro de mercúrioanalógico;

•Barras de metal (latão, cobre e aço);

•Conjunto de conector simples;

Processo Experimental

Este processo se descreve para as três barras metálica(Latão, Cobre e Aço).

Fixando a barra que vai sofrer dilatação

Foi colocado uma porção de água fria no recipiente volumétrico

Fixando a mangueira que transportaráa evaporação

Detalhe do guia de entrada

Guia de saída do Dilatômetro, mangueira com prolongamento até ao recipiente de descarte daáguaquente(do vapor).

Ajustando o ponto de referência em 10mm para o experimento

Medido comparador do Dilatômetro, com escala milimétrica (0,01mm)

Colocando o termômetro no interior do balão volumétrico

Colocando o termômetro na saída da mangueira pra obter valores da dilataçãoem mm, para o calculo do coeficiente de dilatação, leitura de 3 valores de temperatura(80°C,70°C e 60°C).

Detalhe das barras metálica, Latão e Cobre, a de aço em experiência.

Cálculos

Depois de tudo montado ligamos a caldeira e monitoramos o termômetro dentro caldeira até atingir o processo de evaporação da água a aproximadamente 97°C. O latão atingiu dilatação de 0,71mm, o cobre 0,62mm e o aço 0,45mm então retiramos o termômetro do balão e inserimos na saída da mangueira, e então medimos adilatação conforme o decrescente valor de temperatura, como mostra a tabela abaixo:

Temperatura Latão(mm) Cobre(mm) Aço(mm)

60°C 0,13 0,145 0,25

70°C 0,25 0,27 0,36

80°C 0,47 0,43 0,40

Com esses valores, pudemos calcular o coeficiente de dilataçãoem cada barra metálica, lembrando que os valores dependem muito da pureza e constituição química dos materiais.Para os cálculos a seguir, é necessário o valor de temperatura ambiente, que foi considerado o valor de 23°C.

Latão

60°C α=(L-Lo)/(Lox(T-To))