Contextualização

A dilatação volumétrica apresenta um comportamento fundamental no mundo ao nosso redor e ela é responsável por fenômenos comuns do nosso dia a dia, como o barulho estalo que ouvimos quando ligamos ou desligamos o carro, por exemplo. Este conceito postula que todos os corpos tendem a dilatar quando submetidos a um aumento de temperatura. No entanto, a dilatação volumétrica é a dilatação em três dimensões de um objeto, sendo assim, é a variação do volume de um corpo em função da variação da temperatura.

Este projeto explora a dilatação volumétrica e demonstra como ela não apenas tem um vasto número de aplicações práticas, mas também é fundamental para a compreensão de fenômenos naturais. Por exemplo, uma boa compreensão da dilatação volumétrica pode ajudar a entender o funcionamento de um termômetro de mercúrio e as razões para o estalo no funcionamento dos motores dos carros.

Além disso, a dilatação volumétrica é um excelente exemplo de como conceitos desenvolvidos na física se relacionam com outras disciplinas e contextos práticos. O estudo da dilatação volumétrica não só exige um entendimento dos princípios da física, mas também envolve o entendimento da matemática, especialmente na manipulação de equações e unidades, e da química, na compreensão das mudanças de estado da matéria.

Aqui estão alguns recursos que vocês podem usar para se aprofundar e se basear neste tema:

• Física Clássica: Termologia, Ótica e Ondas: Este livro-texto apresenta uma ampla revisão da termologia, incluindo conceitos de dilatação volumétrica.
• Dilatação Térmica: Este artigo do Brasil Escola explica os conceitos de dilatação linear, superficial e volumétrica.
• Dilatação Térmica dos Sólidos e dos Líquidos: Neste vídeo, a Khan Academy Brasil apresenta a dilatação térmica e sua relação com as mudanças de estado da matéria.

Atividade Prática

Título da Atividade: "Estudo Experimental da Dilatação Volumétrica"

Objetivo do Projeto:

Os objetivos deste projeto são:

1. Compreender o conceito da dilatação volumétrica.
2. Verificar experimentalmente a dilatação volumétrica da água.
3. Desenvolver a habilidade de trabalhar em equipe e aprimorar a capacidade de resolução de problemas.
4. Integrar conhecimentos de Física, Matemática e Química para enteder a dilatação volumétrica.

Descrição detalhada do Projeto:

Sob orientação do professor, grupos de 3 a 5 alunos deverão realizar uma série de experimentos para estudar a dilatação volumétrica da água. Após os experimentos, cada grupo deverá preparar um relatório detalhado que apresente a metodologia utilizada, os resultados obtidos e as conclusões do experimento.

Materiais Necessários:

• Balão de vidro
• Bico de Bunsen ou fonte de calor similar
• Suporte para o balão de vidro
• Termômetro
• Água
• Régua

Passo a passo detalhado para a realização da atividade:

1. Encha o balão de vidro com uma quantidade específica de água à temperatura ambiente e meça essa temperatura com o termômetro.
2. Registre o volume inicial do balão de vidro com a água.
3. Coloque o balão de vidro no suporte e aqueça-o com o bico de Bunsen ou fonte de calor similar.
4. Monitore e registre a temperatura e o volume do balão de vidro em intervalos regulares.
5. Continue o experimento até a temperatura e o volume do balão de vidro estabilizarem.
6. Prepare um gráfico de dilatação volumétrica (variação do volume em função da variação da temperatura).

Entregáveis do Projeto:

1. Relatório detalhado do experimento que deve incluir:
   • Introdução: Contextualize o tema da dilatação volumétrica, sua relevância e aplicação no mundo real, bem como o objetivo do experimento.
   • Desenvolvimento: Discussão detalhada sobre a teoria da dilatação volumétrica, descrição detalhada da metodologia utilizada e apresentação e discussão dos resultados obtidos. Aqui é importante vincular os resultados do experimento com o conceito teórico de dilatação volumétrica.
   • Conclusão: Recapitule os principais pontos do experimento, os aprendizados obtidos e as conclusões feitas com base nos resultados do experimento.
   • Bibliografia: Indique todas as fontes de informação que foram utilizadas durante a preparação do relatório.
2. Gráfico de dilatação volumétrica (variação do volume em função da variação da temperatura).
3. Fotos ou vídeos da realização dos experimentos também são opções interessantes de entrega e registro dos trabalhos dos grupos.

Este projeto deve ser concluído em um período de duas a três semanas, considerando o tempo necessário para a realização dos experimentos e a preparação do relatório detalhado.