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.
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