UNIFEMM - CENTRO UNIVERSITÁRIO DE SETE LAGOASUnidade Acadêmica de Ensino de Ciências Gerenciais – UEGE

Dilatação linear em sólidos.

Março/2016.

UNIFEMM - CENTRO UNIVERSITÁRIO DE SETE LAGOAS

Unidade Acadêmica de Ensino de Ciências Gerenciais – UEGE

Curso de Engenharia Civil.

Turma: 4º período A

Nomes: Karina Reis

Natália Rodrigues

Patrícia Moreira

Thabatla Samara

Wênhhia Glaydiane

Dilatação linear em sólidos.

Março/2016.

SUMÁRIO

1- Introdução

2- Materiais

3- Metodologia

4- Resultados

5- Considerações finais

6- Referências bibliográficas.

1- INTRODUÇÃO

A maioria dos materiais sofrem dilatação com o aumento da temperatura, isso

acontece quando um corpo recebe calor as moléculas ficam agitadas e isso faz com

que aumente o espaço daquele corpo, por esse motivo os trilhos das linhas de ferro

tem entre eles um espaço que serve como junta de dilação. Isso acontece também

em pontes construídas com blocos de concreto. Portanto, os materiais ou

substâncias quando expostos a altas temperaturas tem sua dimensão alterada e

isso pode ser observado facilmente em sólidos. Um sólido possui três dimensões:

comprimento, largura e altura. Se observarmos ou levarmos em consideração

apenas a variação de uma de suas dimensões, quando acontece a dilatação em um

sólido, essa dilatação será denominada dilatação linear.

A dilatação está proporcionalmente relacionada a temperatura que será exposto o

material, ou seja, quanto maior a temperatura maior será a dilatação sofrida por esse

objeto.

Pode-se afirmar que o tipo de material tem influência na dilatação da substância.

Essa característica dos materiais pode ser representada por um número chamado

de coeficiente de dilatação que é obtido experimentalmente e que informa quanto

uma unidade de comprimento da substância se dilata ao sofrer variação de

temperatura de 1°C.

A maneira como cada um desses fatores (variação da temperatura, comprimento

inicial da barra e material do qual ela é constituída) influi na dilatação pode ser

traduzido matematicamente por uma equação bastante simples:

ΔL= L0 .α .ΔT     ou     L= L0 (1+ α.ΔT)

O objetivo do experimento é identificar e interpretar variáveis relacionadas ao

processo de dilatação de sólidos, tomando conhecimento do quanto a barra de

alumínio dilata ao ser exposta a uma alta temperatura.

2 - MATERIAIS

Para a realização do experimento, foram utilizados os seguintes materiais:

Suporte para barra;

Barra de alumínio;

Álcool;

Fósforo;

Ponteiro;

Transferidor.

3 - METODOLOGIA

O experimento consiste em colocar uma barra de alumínio de diâmetro

desconhecido em um dilatômetro linear feito de madeira e uma régua circular

(transferidor) com uma espécie de ponteiro.

Para que a dilatação ocorra é necessário aquecer a barra, assim é colocado um

recipiente de alumínio com um pouco de álcool abaixo da barra, posteriormente é

ateado fogo nesse recipiente.

A medida que a barra vai se aquecendo, o ponteiro vai fazendo um movimento

rotacional, indicando o quanto a barra está se dilatando.

4 - RESULTADOS

1- Estabelecer uma relação algébrica entre o fenômeno de dilatação e o movimento rotacional ilustrado no vídeo.

Comprimento da circunferência = 2πR

Deslocamento angular ΔƟ= 2π radianos

Deslocamento linear S= Ɵ. R

S= ΔL

Logo, a relação entre o ângulo Ɵ de rotação do ponteiro e a dilatação ΔL da barra é

dada por:

ΔL= Ɵ. R

2- Supondo que o ponteiro tenha realizado duas voltas completas e que o raio do cilindro suporte seja de 5 mm, responda:

a) Qual a variação do comprimento da barra de alumínio para duas voltas completas do ponteiro?

O ponteiro realiza 2 voltas completas = 2.360º = 720º = 4π = Ɵ

R= 5mm = 0,005m

ΔL= Ɵ.R

ΔL= 0,005 . 4π

ΔL= 0,0628 m

b) Supondo o comprimento inicial da barra de alumínio igual a 0,50m, encontre a variação de temperatura da barra.

Dados: αAl= 25.10−6º C−1

ΔL= Lo. α. ΔT

0,0628= 0,50 . 25.10−6. ΔT

ΔT= 6,28.10−2 / 1,25.10−5

ΔT= 5,024 .103

ΔT= 5024°C

5 - CONSIDERAÇÕES FINAIS

Através dessa prática de expansão térmica, foi possível identificar e interpretar

variáveis que se relacionam ao processo de dilatação em sólidos. Por meio da

utilização de alguns conceitos físicos e matemáticos, conseguimos desenvolver a

equação que rege este experimento, relacionando a variação do comprimento da

barra com o movimento rotacional.

O experimento apresentado:

Permite visualizar claramente a dilatação térmica, mesmo quando essa éde uma fração de milímetros;

É de montagem simples, não exigindo muitos recursos ou materiais dedifícil acesso.

Contudo, mesmo o vídeo sendo caseiro, contendo algumas falhas na gravação,

estas não influenciaram no resultado da prática.

6- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

https://www.youtube.com/watch?v:KGv9wSsRxVU

VÍDEO-FISICA-DILATAÇÃO TERMICA-DILATAÇÃO DOS SOLIDOS (DILATAÇÃO

LINEAR)

ACESSO EM 18-03-2016

FISICAII: Termodinâmica e Ondas/Young e Freedman; 12.ed.São Paulo: Addison

Wesley,2008.