A DILATAÇÃO TÉRMICA LINEAR

...

Feito isso, o experimento deu-se por montado. Deve-se, agora, tomar as temperaturas iniciais ( dos termômetros A e B, juntamente com o comprimento inicial da barra () e posteriormente ligar o ebulidor.[pic 10][pic 11]

Com o passar do tempo, é possível perceber a formação de vapor de água, o qual começa a sair tanto pelos orifícios da tampa quanto pela mangueira ligada à haste metálica. É importante, neste momento, atentar-se à temperatura lida pelos dois termômetros (: assim que as duas temperaturas pararem de variar, pode-se dizer que o sistema atingiu equilíbrio térmico. Anote a marcação mostrada pelo relógio comparador .[pic 12][pic 13]

Espere o sistema esfriar e realize a troca da haste metálica. Repita todo o procedimento já mencionado.

4 – RESULTADOS E DISCUSSÃO

O principal objetivo do experimento é encontrar os coeficientes de dilatação linear dos materiais e compara-los com os valores da literatura que se encontram na tabela abaixo:

Tabela 4.1: Valores do coeficiente de dilatação linear na literatura.

Material

Coeficiente de Dilatação Linear (°)[pic 14]

Cobre

1,7 x 10-5

Latão

1,9 x 10-5

Ferro

1,1 x 10-5

Para encontrar o valor do coeficiente de dilatação linear foi necessária à medição das temperaturas inicias (ambiente) e finais de cada termômetro, as temperaturas inicias e finais para ambos os experimentos coincidiram, sendo elas:

Tabela 4.2: Temperaturas iniciais e finais dos termômetros.

Temperatura (°C)

TA0 (Temperatura inicial do termômetro A em relação à água)

29

TB0 (Temperatura inicial do termômetro B em relação ao sistema)

27

TA (Temperatura final do termômetro A em relação à agua)

97

TB (Temperatura final do termômetro B em relação ao sistema)

97,5

A tabela abaixo possui o valor da variação da temperatura (ΔT), calculado pela seguinte fórmula:

(II)[pic 15]

Encontra-se também o valor da dilatação linear, e o comprimento inicial da barra, com suas respectivas incertezas.

Tabela 4.3: Dados da primeira barra metálica, sendo:

- ΔT (variação de temperatura),

- ΔL (variação da dilatação linear)

- L0 (comprimento inicial).

Variável

Valores e incertezas

ΔT

(69,25 ± 0,50) °C

ΔL

(0,38 ± 0,05x10-1) mm

L0

(500 ± 0,50) mm

Os valores encontrados na tabela 1 têm como objetivo calcular o coeficiente de dilatação linear que é dado pela manipulação da equação (1) mostrada abaixo:

(III)[pic 16]

Substituindo os valores, encontra-se:

[pic 17]

Para verificar a confiabilidade de α, é usado à propagação de erros com o objetivo de calcular a incerteza que encontra-se abaixo:

(IV)[pic 18]

Com isso tem-se:

[pic 19]

O resultado acima é comparado com a literatura encontrado na tabela 1 para a verificação do material utilizado.

De acordo com a tabela, verifica-se que o resultado obtido possui um valor que chega mais próximo do coeficiente de dilatação linear do ferro. Portanto chega-se a conclusão que o primeiro material é de ferro.

Para a segunda parte do experimento realizam-se os mesmos procedimentos, porém o material utilizado é outro e os dados obtidos utilizando-o encontram-se abaixo.

Tabela 4.4: Dados da segunda barra metálica.

Variável

Valores e incertezas

ΔT

(69,25 ± 0,50) °C

ΔL

(0,62 ± 0,05x10-1) mm

L0

(500 ± 0,50) mm

O valor obtido é:

[pic 20]

Aplicando os valores da tabela 4.4 na equação IV, é calculada a incerteza do que é:[pic 21]

[pic 22]

De acordo com a tabela, verifica-se que o resultado obtido possui um valor que chega mais próximo coeficiente de dilatação linear do cobre, apesar disso não se pode afirmar a natureza do material, pois mesmo com a incerteza o valor não coincide com os da literatura, encontrados na tabela 4.1.

5 – CONCLUSÃO

Tendo em vista os dados obtidos em laboratório, foi possível calcular o valor do coeficiente de dilatação linear das duas hastes metálicas, podendo assim determinar os materiais que as compõe.

Para a primeira haste tem-se que o coeficiente linear . Recorrendo aos valores já tabelados na literatura, é possível concluir que o material em questão é o ferro. [pic 23]

Para a segunda