Em uma aula prática de Física usei um dilatômetro para medir o coeficiente de dilatação linear do latão. O vapor de água gerado em um recipiente fechado, colocado em cima de um aquecedor, é transportado para dentro de um tubinho de latão, aquecendo-o e fazendo com que um relógio medidor indique, com precisão de centésimos de milímetro (0,01 mm), o quanto o metal dilatou.
Montagem do experimento no laboratório da escola. A extremidade direita é fixada no ponto 500 mm. |
Na montagem do experimento, fixamos a extremidade direita do tubinho de latão exatamente no ponto da régua marcando 500 mm. (foto)
Na outra extremidade, colocamos um extensor de metal conectando o tubinho à ponta do relógio medidor, exatamente no ponto da régua marcando 0 mm (foto).
A temperatura ambiente, medida no termômetro da sala, no início do experimento, era de 20ºC (foto). Consideramos que o tubinho de latão estaria nesta mesma temperatura inicial.
Quando a temperatura da água no interior do recipiente aquecido, atingiu 97ºC, o vapor começou a ser produzido e chegou ao interior do tubinho de latão, e então anotamos a variação do seu comprimento, que foi de 0,75 mm (foto).
Com estes dados, fizemos então o cálculo do coeficiente de dilatação do latão.
Sabemos que a dilatação linear de um material (ΔL) depende basicamente de três fatores, do comprimento inicial (Lo), do tipo de material, representado pelo coeficiente de dilatação linear (α), e da variação da temperatura (Δt):
ΔL = Lo . α . Δt
Aplicamos nesta fórmula os valores medidos na experiência:
0,75 = 500. α.(97-20)
Com isso,encontramos:
α = 0,0000194805
Comparando este valor com o valor encontrado na internet, pudemos verificar que chegamos muito próximo do esperado. No site http://www.webcalc.com.br/engenharia/dilat_alfa.html, por exemplo, o valor informado é:
α = 0,000019
Eu já havia realizado com os alunos o mesmo experimento, utilizando o aço e o cobre, e também chegamos a valores bem próximos do esperado.
Vejam o vídeo que fiz, mostrando a velocidade da dilatação através da variação no relógio medidor:
No meu tempo de colegial, eu aprendi dilatação somente através de aulas teóricas, e não tinha a mínima noção da velocidade do processo.
Quando a temperatura da água no interior do recipiente aquecido, atingiu 97ºC, o vapor começou a ser produzido e chegou ao interior do tubinho de latão, e então anotamos a variação do seu comprimento, que foi de 0,75 mm (foto).
Com estes dados, fizemos então o cálculo do coeficiente de dilatação do latão.
Sabemos que a dilatação linear de um material (ΔL) depende basicamente de três fatores, do comprimento inicial (Lo), do tipo de material, representado pelo coeficiente de dilatação linear (α), e da variação da temperatura (Δt):
ΔL = Lo . α . Δt
Aplicamos nesta fórmula os valores medidos na experiência:
0,75 = 500. α.(97-20)
Com isso,encontramos:
α = 0,0000194805
Comparando este valor com o valor encontrado na internet, pudemos verificar que chegamos muito próximo do esperado. No site http://www.webcalc.com.br/engenharia/dilat_alfa.html, por exemplo, o valor informado é:
α = 0,000019
Eu já havia realizado com os alunos o mesmo experimento, utilizando o aço e o cobre, e também chegamos a valores bem próximos do esperado.
Vejam o vídeo que fiz, mostrando a velocidade da dilatação através da variação no relógio medidor:
No meu tempo de colegial, eu aprendi dilatação somente através de aulas teóricas, e não tinha a mínima noção da velocidade do processo.