Descobrindo A Dilatação térmica De Uma Barra De Alumínio Através De Um Dilatômetro

INTRODUÇÃO

Todos os tipos de materiais variam seu tamanho de acordo com a temperatura, com o calor expande e com o frio contrai. O processo de contração e dilatação dos corpos ocorre pois com a diminuição de temperatura as moléculas se unem, contraindo o material, e com o aumento de temperatura as moléculas se dispersam, expandindo o material. Ou seja, a contração ocorre com a pouca movimentação das moléculas e a expansão ocorre com a agitação das mesmas. A dilatação, ou contração, pode ocorrer de três formas distintas: linear, superficial e volumétrica. O contrário ocorre quando os corpos são resfriados. Quando um desses dois fenômenos ocorre há uma mudança nas dimensões do material.

A variação do comprimento ΔL de uma barra ao ser aquecida é diretamente proporcional à variação de temperatura por ela sofrida ΔT.

A variação do comprimento ΔL de uma barra ao ser aquecida depende do material que ela é constituída ( )

A dilatação linear é quando um material se expande apenas em função do comprimento, por exemplo: uma barra de metal, calculada pela equação:

A dilatação Superficial é quando um material expande apenas em duas dimensões, por exemplo: uma chapa de metal, calculada pela equação:

A dilatação volumétrica é quando a expansão, ou dilatação, ocorre nas três dimensões possíveis. Esta dilatação pode ser calculada pela equação:

Existem três formas de simbolizar as variação no material, são elas: △L, △S ou △V. △T simboliza a variação de temperatura. E também existem três símbolos para representar o tamanho original, são elas: L0, V0 ou S0.

Descobrir como funciona a dilatação térmica é muito útil principalmente nas áreas de: construções civis, nas quais material que podem expandir ao ponto de rachar ou desestruturar pontes prédios, entre outras construções.

O metal é utilizado em diversas áreas hoje em dia e para que estes materiais sejam utilizados sem perigo nenhum existem pessoas especializadas em calcular quanto o material utilizado pode expandir e achar uma forma de compensar esta expansão, ou dilatação.

Exemplos: Em dias quentes os trilhos das ferrovias tendem a se dilatar, podendo encurvar (Solução: Deixar espaços entre as barras dos trilhos para permitir sua expansão.). Em dias quentes, as seções de pistas de concreto se dilatam, podendo causar rachaduras (Solução: Deixar pequenos espaços entre as seções, preenchendo-os com betume, um material maleável.). Com as altas temperaturas, as pontes e os viadutos se dilatam (Solução: Pode-se deixar um espaço numa das extremidades e essa extremidade é colocada sobre roletes. Outra opção é usar juntas de expansão.). Em dias frios, os cabos telefônicos se contraem e podem se romper. (Solução: Não deixar os fios esticados, mas pendendo, de modo que possam se contrair livremente no frio.).

MATERIAIS E PROCEDIMENTOS

Foram usados os seguintes materiais:

-Tubo de alumínio de 740mm de comprimento para se determinar o coeficiente de dilatação, ou α.

- Termômetro de -10° a 110° C

- Transferidor

-Bico de bunsen (gás)

-Kitasato, sobre chama

-Régua

-Agulha

Com estes materiais se constrói o dilatômetro e assim pode-se medir a variação de comprimento da barra de alumínio. A água fervida