ROTEIRO DE AULA PRÁTICA – FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL: ENERGIA – EXPANSÃO TÉRMICA

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ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

Disciplina: Física Geral e Experimental – Energia
Unidade: U4_TEMPERATURA_E_CALOR
Aula: A2_EXPANSÃO_TÉRMICA

OBJETIVOS

O experimento trata do fenômeno da dilatação linear de corpos cilíndricos, com o objetivo de:

• Observar o aumento do comprimento de um tubo metálico em função da temperatura.

• Determinar o coeficiente de dilatação linear do material metálico estudado.

SOLUÇÃO DIGITAL

Laboratório Virtual: Algetec – simulador “Dilatômetro”

Observação: A plataforma é preferencialmente acessada por computador.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES

Procedimento/Atividade nº 1

Nome do Experimento: DILATÔMETRO

Atividade proposta:
Analisar o comportamento de um material metálico em relação à variação de temperatura e obter o coeficiente de dilatação linear.

Passos para realização da atividade:

1. Acesso ao experimento:

   • No AVA, clique no link do experimento DILATÔMETRO.

   • Leia as orientações sobre o uso do mouse e feche a janela.

2. Preparação do ensaio:

   • Abra a tela inicial do experimento.

   • Clique em “Corpo de Prova” (ou Alt+2 no teclado).

   • Selecione o corpo de prova de cobre com 500 mm de comprimento.

   • Meça a temperatura inicial (T₀) clicando com o botão direito do mouse sobre o corpo de prova → “Medir temperatura”.

3. Posicionamento do corpo de prova:

   • Mova o corpo de prova para a base → “Mover para a base”.

   • Trave o batente na posição zero da escala da base.

   • Zere o relógio comparador para alinhar o ponteiro com zero.

4. Aquecimento:

   • Ligue o sistema de aquecimento → “Bico de Bunsen” → “Ligar chama”.

   • Observe a temperatura pelo termômetro.

   • Use a janela “Acelerar taxa de aquecimento” para controlar a velocidade.

   • Acompanhe a dilatação pelo relógio comparador até a estabilização da temperatura.

   • Desligue o bico de Bunsen → “Desligar chama”.

   • Retorne o corpo de prova para a mesa → “Mover para a mesa”.

   • Anote os dados obtidos em tabela.

5. Repetição para outros materiais:

   • Repita o procedimento para latão e aço, ambos com 500 mm de comprimento.

6. Segunda parte – Variação com o comprimento inicial:

   • Repita o experimento para os quatro corpos de prova de cobre com diferentes comprimentos.

   • Anote os dados em tabela.

AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS

1. Primeira parte:

   • Apresente os dados em tabela.

   • Calcule o coeficiente de dilatação linear de cada material usando:

     ΔL=α⋅L0⋅ΔT\Delta L = \alpha \cdot L_0 \cdot \Delta TΔL=α⋅L0​⋅ΔT

   • Compare os valores obtidos com os valores da literatura e justifique eventuais diferenças.

2. Segunda parte:

   • Apresente os valores obtidos em tabela.

   • Construa o gráfico: variação do comprimento (ΔL) x comprimento inicial (L₀).

   • Determine o coeficiente angular do gráfico e interprete seu significado.

3. Validação de conceito:

   • Analise a afirmação:

     “A variação no comprimento de um material, para uma mesma variação de temperatura, é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial.”

CHECKLIST

• [✓] Acessar AVA e link do experimento DILATÔMETRO

• [✓] Preparar o ensaio para o corpo de prova de cobre (500 mm)

• [✓] Medir a dilatação

• [✓] Repetir para latão e aço (500 mm)

• [✓] Repetir para corpos de cobre com diferentes comprimentos

• [✓] Avaliar os resultados

RESULTADOS

• Enviar arquivo Word contendo:

  • Informações obtidas no experimento

  • Cálculos realizados

  • Texto conclusivo

• Arquivo máximo: 2 Mb

• Incluir referências bibliográficas (normas ABNT)

RESULTADOS DE APRENDIZAGEM

Ao final da prática, será possível:

• Descrever fenômenos causados pelo aquecimento de um corpo metálico

• Compreender o significado físico do coeficiente de dilatação linear

• Determinar o coeficiente de dilatação linear usando o dilatômetro

• Aplicar conceitos de dilatação em problemas envolvendo aquecimento e resfriamento de metais.