Dilatação linear dos sólidos
Objetivo
Determinar experimentalmente o coeficiente de dilatação linear do material que constitui uma haste.
Fundamentação Teórica Considere uma barra homogênea, de comprimento inicial , à temperatura ambiente. Ao aumentar essa temperatura até um , esta barra passa a ter um comprimento . Com isso é possível concluir que a dilatação linear ocorre de maneira proporcional à variação de temperatura e ao comprimento inicial . Mas ao serem analisadas barras de dimensões iguais, mas feitas de um material diferente, sua variação de comprimento seria diferente, isto porque a dilatação também leva em consideração as propriedades do material com que o objeto é feito, este é a constante de proporcionalidade da expressão, chamada de coeficiente de dilatação linear (α).
Assim podemos expressar:
(1) Onde “” é a variação de comprimento da barra e “” a variação de temperatura sofrida pela barra. A tabela (1) nos fornece o coeficiente de dilatação linear de alguns materiais. Para o calculo do erro percentual, utilizamos a seguinte formula:
(2)
Onde “E” é o valor do coeficiente de dilatação linear achado de forma experimental e “T” é o valor teórico do coeficiente de dilatação linear, apresentados na tabela (1).
Materiais e Metodologia
1 haste metálica
1 deflexômetro
1 bécher
1 erlenmayer
1 tripé
1 bico de Bunsen
3 haste de sustentação
1 pegador
1 rolha com mangueira
1 régua
1 termômetro
(
Primeiramente, medimos o comprimento inicial das duas hastes, que nos deu como valor 495 mm. Logo após, medimos a temperatura ambiente, que foi considerada nossa temperatura inicial, que foi de 23,6 ºC.
Montamos o experimento, conforme o esquema apresentado na figura 1. A escala do deflexômetro é de