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Dilatação térmica dos sólidos.

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Principais conceitos e fórmula da dilatação térmica dos sólidos.
Dilatação linear, superficial e volumétrica.

Publicado en: Educación
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Dilatação térmica dos sólidos.

  1. 1. Dilatação térmica dos sólidos
  2. 2. Definição Quando há um aumento na temperatura, os átomos que compõem o corpo vibram mais intensamente, fazendo com que eles se afastem uns dos outros, causando dilatação. Esse fenômeno altera as dimensões do corpo e o faz aumentar de tamanho. Para facilitar, dividiremos em três tipos: 1. Linear: A dilatação de uma dimensão. 2. Superficial: A dilatação da área de uma superfície. 3. Volumétrica: A dilatação do volume de um corpo. 1 2 3
  3. 3. Dilatação Linear Considere a seguinte situação: Uma barra de ferro, de comprimento inicial Lo, à temperatura inicial To, é aquecida à temperatura final T, conforme a figura. Observe que a barra deixa de possuir o mesmo comprimento, ou seja, sofreu dilatação. Obs: Normalmente, essas dilatações são muito pequenas. A dilatação ( ∆ L) sofrida pela barra é diretamente proporcional à variação de temperatura (∆T) e ao seu comprimento inicial Lo. ∆L = L – Lo. Onde, L = Comprimento final. Lo = Comprimento inicial. ∆L = Lo . 𝛂 . ∆ 𝐓 ou L = Lo (1 + 𝛂 . ∆ 𝐓) Onde, α = Coeficiente de dilatação linear – É um valor característico de cada material. Quanto maior, mais facilmente ele se dilatará. A unidade do coeficiente é ° C−1. ∆ T = Variação de temperatura.
  4. 4.  Gráfico da dilatação linear: É uma reta, pois L é diretamente proporcional à T. Onde: tg𝛗 = 𝜶. 𝐋𝐨 A tangente de 𝛗 é numericamente igual ao produto 𝛂. 𝐋𝐨 Dilatação Superficial O corpo sofrerá uma variação em duas dimensões, ou seja, na área. As fórmulas seguem a mesma lógica: ∆𝐀 = 𝐀 − 𝐀𝐨 ∆𝐀 = Ao. 𝛃. ∆𝐓 Onde β = Coeficiente de dilatação superficial, possui a mesma unidade e 𝛃 = 2 𝛂.
  5. 5. Dilatação volumétrica. Quando um corpo possui cavidades ou furos, eles se dilatam como se estivessem preenchidos com o mesmo material do corpo. O corpo sofrerá variação em três dimensões, ou seja, no volume. As fórmulas seguem novamente a mesma fórmula: ∆ 𝐕 = V - Vo ∆ 𝐕 = 𝐕𝐨. 𝛄. ∆ 𝐓 Onde 𝛄 = Coeficiente de dilatação volumétrica, possui mesma unidade e 𝛄 = 3 𝛂.
  6. 6. Lâminas bimetálicas São lâminas formadas por dois metais diferentes. Suponha que o metal A é Latão e o B é ferro, quando aquecida, os dois metais sofrerão dilatações diferentes, pois possuem coeficientes diferentes. O latão tem mais facilidade de dilatação do que o ferro, consequente se dilatará mais e por isso, a concavidade será para baixo.

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