Dilatação termica

1. OBJETIVO

Determinar o coeficiente de dilatação térmica linear do alumínio e calcular seu erro percentual.

2. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Quando aquecemos um corpo, aumentando sua energia térmica, aumentamos o estado de agitação das moléculas que o compõem. Estas moléculas precisam de mais espaço e acabam se afastando uma das outras aumentando o volume do corpo. Este fenômeno é conhecido como dilatação térmica. A dilatação térmica ocorre não só quando aquecemos um corpo, mas também quando o resfriamos.

A dilatação térmica pode, então, ocorrer quando temos um aumento no volume de um corpo que sofre variação na sua temperatura ou, quando temos uma diminuição no volume de um corpo também ocorrida por ter sido submetido a uma variação de temperatura.

Nem sempre o volume de um corpo aumenta quando sua temperatura aumenta. A água, por exemplo, à pressão atmosférica, diminui seu volume quando passa de 0°C para 4°C. Mas este é um caso raro, pois normalmente o que acontece é:

Aumentando a temperatura de um corpo, este corpo sofre dilatação térmica e seu volume aumenta. Dizemos que ocorreu uma expansão térmica. Diminuindo a temperatura de um corpo seu volume também diminui. Dizemos que ocorreu uma contração térmica.

Figura 1: Curva do volume em função da temperatura para a água.
Dilatação Linear: é a dilatação que se caracteriza pela variação no comprimento do corpo. Essa variação pode ser calculada a partir da seguinte equação matemática, veja:
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Onde: α é o coeficiente de dilatação térmica linear, cuja unidade é o °C-1, que depende da natureza do material que constitui o corpo;
Lo é o comprimento inicial do corpo;
ΔL e ΔT são, respectivamente, a variação do comprimento e da temperatura do corpo.

3. PROCEDIMENTO 3.1. Materiais • Canos de alumínio, cobre e latão • Aquecedor • Balão com saída lateral • Termômetro

3.2. Procedimento