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Um Experimento Sobre a Dilatação Térmica e a Lei de Resfriamento

Carlos Eduardo Aguiar, Luiz Fernando de Souza

Resumo

Descrevemos um método que permite estudar, com um mesmo aparato, dois fenômenos térmicos diferentes: a dilatação térmica e o resfriamento de um corpo quente. O experimento permite visualizar claramente a dilatação térmica, mesmo em casos em que esta é de fração de milímetro, possibilita a obtenção de dados quantitativos sobre o processo de resfriamento e é de montagem simples, não exigindo muitos recursos ou materiais de difícil acesso. O sistema que desenvolvemos substitui com vantagem aparelhagens bem mais sofisticadas e caras (dilatômetro Pasço, por exemplo) que têm sido empregadas em experiências semelhantes relatadas na literatura. O método também tem vantagens em relação às demonstrações de dilatação térmica tipicamente usadas em sala de aula, já que pode ser adotado mesmo em auditórios com muitos alunos, pois é grande o suficiente para ser visto a distância.O sistema foi usado para testar quantitativamente a lei de Newton do resfriamento de corpos quentes (ou aquecimento de corpos frios). Essa “lei” não tem validade universal; vários efeitos, como radiação térmica ou falta de ventilação, podem gerar correções significativas a ela. Em geral espera-se que a lei de Newton possa ser aplicada com sucesso em situações onde a temperatura do corpo não é muito diferente da temperatura ambiente e quando correntes de ar auxiliam o resfriamento (convexão forçada). Nós estudamos como uma barra de alumínio – que foi aquecida pela chama de uma vela – esfria em contato com o ar. Encontramos que os resultados quantitativos do experimento são apropriadamente descritos pela lei de Newton.

Dados adicionais

Autores:  

Carlos Eduardo Aguiar, Luiz Fernando de Souza

Instituições:  

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Simpósio:  

XVIII

Ano:  

2009

Apresentação:  

Painel

Sessão:  

Materiais, Métodos, Estratégias, Avaliação

 
 

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