Relatório Física 2 Unifesp

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

FÍSICA II
EXPERIMENTO 03: DILATAÇÃO TÉRMICA LINEAR

Discentes:
Bruna Possatto Vidotto
70095
Daniely Paulino Gomes Figueiredo
85163
Fernanda Teixeira Rowies
71053
Leandro Silva
84798
Mariana Moreira Guimarães
70104
Monice Ogura
71034

Docente responsável:
Luciana Rizzo

Diadema - SP
Dezembro de 2013
1. RESUMO
2. OBJETIVOS
Determinar experimentalmente o coeficiente de dilatação linear do latão e do aço.
3. INTRODUÇÃO TEÓRICA
O fenômeno de dilatação (expansão térmica) é comum em muitos materiais quando submetidos a aquecimento. O estudo deste fenômeno é importante na engenharia civil, pois o conhecimento do comportamento de cada material frente a um aquecimento auxilia na melhor forma de construção de pontes e prédios, de modo que a expansão não cause rachaduras ou deformações permanentes nesse tipo de construção [1].
A dilatação corresponde a um espaçamento interatômico médio [2]. Assim, num corpo sólido (como uma barra de metal, por exemplo), se dois de seus pontos estão inicialmente a uma distância ∆L e o corpo tem comprimento inicial L0, a variação ∆L, é proporcional à variação de temperatura, de modo que:

(1)

(2)
Em que α é o chamado coeficiente de expansão linear. Suas unidades correspondem ao inverso do grau Celsius (1/°C) ou inverso do Kelvin (1/K) e seus valores não variam muito com a pressão para um líquido ou sólido, mas variam significativamente com a variação de temperatura [1]. Valores típicos de α em sólidos são da ordem de 10-5 por °C, ou seja, dilatam cerca de 0,01 mm/m °C [2].
Semelhante ao coeficiente de expansão linear, o coeficiente de expansão superficial (β) também pode ser calculado como a variação do comprimento nas três dimensões do corpo:

(3)
Novamente, o coeficiente de expansão volumétrica (ɣ) pode ser calculado analogamente como três vezes o coeficiente de expansão linear:

(4)
De regra geral,