Dilatação Térmica

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montado sobre o dilatamometro foi o latão, montado no comprimento inicial de 500mm,sendo que é necessária a calibração correta dos equipamentos , e nesta etapa o comprovará a calibração correta será quando a escala do medidor de dilatação indicar zero. Posterior a esta etapa foi necessária a determinação do comprimento inicial do corpo de prova, pois ao ligar a fonte de calor sobre ele algumas alterações poderão ser notadas, tais como o aumento de temperatura do corpo, que ira levar a dilatação e por tanto levara a uma variação de comprimento do mesmo, as condutas anteriores foram repetidas para os valores de comprimento inicial de 400mm e 300mm, para que assim as mesmas alterações pudessem ser acompanhadas (alteração de temperatura e comprimento do corpo de prova).

Na segunda etapa do experimento alguns passos da primeira etapa se repetiram, tais como aferir a calibração, mensurar a temperatura inicial do corpo e ajusta-lo ao comprimento inicial de 500mm. A fonte de calor foi ativada ate que atingisse a temperatura de 80°C, ao entrar em equilíbrio térmico a temperatura final foi aferida, para que assim fosse possível calcular a variação no comprimento e o coeficiente de dilatação linear.

Os procedimentos realizados na segunda parte do experimento foram repetidos para o aço e para o cobre, pretendendo assim determinar seu coeficiente de dilatação linear e compara-lo com os fornecidos teoricamente.

III.Resultados

Na primeira etapa da pratica realizada, que tinha como proposito encontrar a dilatação do latão alguns valores puderam ser aferidos, tais como comprimento inicial do sistema, temperatura inicial e final e a variação do comprimento.

Latão

l0 (mm) T0 (°C) Tf (°C) Δl (mm)

300±0,5 33±0,5 86±0,5 0,4±0,5

350±0,5 38±0,5 91±0,5 0,37±0,5

400±0,5 41±0,5 94±0,5 0,35±0,5

500±0,5 41±0,5 94±0,5 0,64±0,5

Tabela 1

Grafico 1

Equação da dilatação linear ∆L= L0.α.∆T

Portanto temos duas equações :

∆L= L-L0; ∆L= L0. α.∆T

Igualando ambas já que considerando termos uma mesma variação de temperatura:

L-L0= L0. α.∆T

Isolando o comprimento final

L= L0. α.∆T+( L0)

L= L0. (α.∆T+1)

L= L0. (1+α.∆T)

A partir dos dados e dos resultados finais bem como os gráficos conclui se que a variação de comprimento sofrida por um material (sob a mesma variação de temperatura) é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial, assim como a variação de comprimento também é diretamente proporcional a sua variação de temperatura (isto mantendo o comprimento inicial constante). 

Com base nos valores obtidos no gráfico e desenvolvendo a formula do coeficiente linear ∆L= L0. α.∆T, ate chegar na forma de α= , onde a é uma constante que acompanha x segundo a formula da equação da reta ax+b, que resultam no valor desejado sendo assim possível concluir que segundo cálculos o coeficiente linear do latão que é igual a 24,5*10^-6 apresentando se próximo ao valor real que é de 20*10^-6.

Aço

l0 (mm) T0 (°C) Tf (°C) Δl (mm)

300±0,5 47±0,5 100±0,5 0,39±0,5

350±0,5 33±0,5 86±0,5 0,47±0,5

400±0,5 38±0,5 91±0,5 0,54±0,5

500±0,5 47±0,5 100±0,5 0,46±0,5

Tabela 2

Grafico 2

Os procedimentos realizados para o latão foram repetidos desta vez utilizando o aço para que desta maneira fosse possível analisar se o valor teórico 5,6*10^-6 se difere um pouco do valor tabelado de 12*10^-6 devido aos erros associados de medidas.

Cobre

l0 (mm) T0 (°C) Tf (°C) Δl (mm)

300±0,5 47±0,5 100±0,5 0,29±0,5

350±0,5 27±0,5 80±0,5 0,27±0,5

400±0,5 60±0,5 113±0,5 0,37±0,5

500±0,5 45±0,5 98±0,5 0,45±0,5

Tabela 3

Grafico 3

Por ultimo os procedimentos realizados para o aço e para o latão foram então realizados com o cobre para que assim fosse possível obter teoricamente seu coeficiente de 16,9*10^-6 , para confirmarmos que este valor se aproxima do valor tabelado de 17*10^-6.

IV.Conclusões

As experiências aqui relatadas foram importantes para confirmar algumas leis físicas, tais como a lei zero da termodinâmica, ao expor os materiais a ação do assoprador térmico e assim buscando que o corpo de prova entrasse em equilíbrio com o assoprador, derivada desta ação entramos no mérito de outro conceito físico o da dilatação térmica, que prevê provas que as partículas de um corpo ao serem expostas ao calor tendem a se dispersar e quando expostas a ausência do mesmo tendem a se contrair.Com o auxilio destes conceitos e de outros conhecidos empiricamente como calor e temperatura, foi possível comprovar que cada corpo se dilata de maneira diferente conforme a temperatura que ele se encontra exposto e de acordo com uma propriedade