Diretoria de Cincias Exatas

Laboratrio de Fsica

Roteiro 03

Fsica Geral e Experimental III 2015/1

Dilatao Trmica Volumtrica

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UNINOVE FGE III Roteiro 3 Dilatao Trmica Volumtrica 2015 - 1

Dilatao Trmica Volumtrica

Nesta tarefa ser abordado o seguinte assunto:

Dilatao trmica de uma amostra lquida.

Propagao de incerteza do resultado.

1. Objetivos do experimento:

Caracterizar um lquido por intermdio de sua dilatao trmica.

2. Equipamentos utilizados:

Picnmetro;

Fonte de calor;

Termmetro de mercrio (ou de lcool) graduado (de -10 C a 120 C);

Balana digital de preciso;

Becker com capacidade para 400 mL;

Becker com capacidade para 100 mL;

gua;

Amostra lquida (lcool etlico).

3. Dilatao Trmica de um Lquido

Quando um lquido aquecido ocorre a dilatao trmica de seu volume.

observado que a dilatao V proporcional ao volume inicial do lquido V0 e sua

variao de temperatura T. De forma geral podemos escrever:

onde g (gama) o coeficiente de dilatao trmica volumtrica do material.

Os termos que apresentam e so muito pequenos, comparados a , e

podem ser desprezados. Assim a expresso aproximada para o volume total

ou

Assim, o coeficiente de dilatao volumtrica dado por

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Quando o recipiente aquecido, ele tambm dilata, ento,

O coeficiente de dilatao aparente ( ) aquele calculado a partir das

medidas efetuadas (dilatao do lquido diferena de volumes entre o incio e o

fim, volume inicial e variao de temperatura). O coeficiente de dilatao do frasco

( ) aquele determinado a partir das medidas do frasco (geralmente tabelado e

depende do material em que o frasco constitudo).

Para algumas substncias, o coeficiente de dilatao trmica s constante

para um determinado intervalo de temperatura. A gua um bom exemplo desse

comportamento.

4. Procedimento Experimental

NOTA: As respostas parciais e finais devem ser acompanhadas das respectivas

incertezas.

Na figura 1 est ilustrado o dispositivo para o estudo da dilatao de um

lquido.

4.1. Medir a massa do picnmetro vazio (mp) com a balana digital;

mp= (______ ______)____

Figura 1: Ilustrao do equipamento utilizado.

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4.2. Preencher totalmente o picnmetro com a amostra do lquido e medir a

massa (m0) da amostra lquida (obs. Lembre-se de subtrair a massa do

picnmetro);

m0= (____________)____

4.3. Colocar o picnmetro com a amostra lquida em banho-maria dentro do

becker, de capacidade mxima 400 mL, com aproximadamente 150 mL

de gua. Aguardar que o sistema entre em equilbrio trmico e medir a

temperatura inicial (Ti) do sistema;

Ti= (______ ______)____

4.4. Com o auxlio da fonte de calor, aquecer o sistema at uma temperatura

de aproximadamente 60 C. Observar atentamente o que ocorre com o

lquido dentro do picnmetro durante esse processo de aquecimento e

anotar a temperatura final (Tf) do sistema. Durante o aquecimento, evitar

que o termmetro fique em contato com o fundo do becker.

Tf= (______ ______)____

4.5. Retirar o becker do aquecedor, aguardar o sistema resfriar um pouco,

retirar o picnmetro de dentro do becker, enxug-lo e medir a massa final

do lquido dentro do picnmetro (mf);

mf= (______ ______)____

5. Anlise dos Dados

De acordo com os dados das medidas expressas na tabela 1:

5.1. Determinar o coeficiente de dilatao trmica volumtrica aparente

( ) da amostra lquida. Utilize a seguinte aproximao:

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5.2. Considerando que o coeficiente de dilatao do material constituinte do

picnmetro (vidro pirex) seja , calcular o

coeficiente de dilatao real do lquido estudado.

5.3. No intervalo de temperaturas considerado, comparar o valor determinado

experimentalmente por intermdio do erro relativo percentual. Utilizar a

tabela abaixo.

Coeficientes de Dilatao Trmica Volumtrica

Substncia (C-1)

Ar

Acetona

lcool

gua (200C)

Mercrio

Vidro Pirex

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Diretoria de Cincias Exatas Curso

Unidade Turma Perodo Sala

Professor

Nome do experimento: Data

Nome completo 1 RA 1

Nome completo 2 RA 2

Rubrica do Professor Assinatura dos alunos Nota

Objetivo:: (Qual a finalidade do trabalho realizado?)

Anlise dos Dados e Resultados

Quais foram os dados experimentais (apresentar em uma tabela, acompanhados das respectivas incertezas)?

Temperatura inicial

Massa inicial

Temperatura final

Massa final

Variao da Temperatura

Variao da massa

Ti (C) mo (g) Tf (C) mf (g) T (C) m (g)

1. Qual a expresso matemtica utilizada para calcular o coeficiente de

dilatao volumtrica aparente da amostra?

2. Qual a expresso matemtica para o clculo da propagao de incerteza do

coeficiente de dilatao volumtrica aparente da amostra?

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3. Qual o valor do coeficiente de dilatao volumtrica do frasco (picnmetro), seguido de sua incerteza?

4. Qual a expresso matemtica para o clculo do coeficiente de dilatao

volumtrica real da amostra?

5. Qual a expresso para o clculo da propagao de incerteza do coeficiente

de dilatao volumtrica real da amostra?

6. Qual o valor do coeficiente de dilatao volumtrica real da amostra, seguida

de sua respectiva incerteza?

7. Qual o valor terico (consultar tabela 6.3) que mais se aproxima do

coeficiente de dilatao volumtrica real encontrado para a amostra? Ele corresponde a qual material?

Material =

8. Qual foi o valor do erro percentual entre os valores terico e experimental?

Concluso: (comentrios e avaliao dos resultados obtidos)