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)