1 – dilatação térmica dos sólidos
Começaremos discutindo a dilatação em sólidos. Para um
estudo mais detalhado podemos separar essa dilatação em três tipos: dilatação
linear (aquela que ocorre em apenas uma dimensão), dilatação superficial
(ocorre em duas dimensões) e dilatação volumétrica (ocorre em três dimensões).
5.1.1 – dilatação linear
Quando estamos estudando a dilatação de um fio, teremos a
ocorrência predominante de um aumento no comprimento desse fio. Essa é a
característica da dilatação linear. Imaginemos uma barra de comprimento inicial
Lo e temperatura inicial to. Ao aquecermos esta barra
para uma temperatura t ela passará a ter um novo comprimento L. Vejamos o
esquema:
Para responder a questão anterior devemos avaliar outra
questão:
Do que depende a dilatação linear de
uma barra ?
Poderíamos citar:
F o comprimento inicial;
F a variação da temperatura;
F o tipo do material.
Logo
temos que:
Unidades Usuais:
Lo............centímetro
(cm);
a.............oC-1;
Dt............Celsius (oC).
1.2 – dilatação
superficial
Quando estamos estudando a dilatação de uma placa de
concreto, teremos a ocorrência predominante de um aumento na área dessa placa.
Essa é a característica da dilatação superficial. Imaginemos uma placa de área
inicial Ao e temperatura inicial to. Ao aquecermos esta
placa para uma temperatura t ela passará a ter uma nova área A. Vejamos o
esquema:
Para responder a questão anterior devemos avaliar outra
questão:
Do que depende a dilatação superficial
de uma placa ?
Poderíamos citar:
F a área inicial;
F a variação da temperatura;
F o tipo do material.
Logo temos que:
O coeficiente de dilatação superficial é a
grandeza que indica o material utilizado. A relação do coeficiente de dilatação
superficial com o linear é dada por:
Unidades Usuais:
Ao............centímetro
quadrado (cm2);
β.............oC-1;
Dt............Celsius
(oC).
1.3 – dilatação
volumétrica
Quando
estamos estudando a dilatação de um paralelepípedo, teremos a ocorrência
predominante de um aumento no volume desse corpo. Essa é a característica da
dilatação volumétrica. Imaginemos um paralelepípedo de volume inicial Vo
e temperatura inicial to. Ao aquecermos este corpo para uma
temperatura t ele passará a ter um novo volume V. Vejamos o esquema:
Para responder a questão anterior devemos avaliar outra
questão:
Do que depende a dilatação volumétrica
do paralelepípedo ?
Poderíamos citar:
F o volume inicial;
F a variação da temperatura;
F o tipo do material.
Logo temos que:
O coeficiente de dilatação volumétrica é a grandeza que
indica o material utilizado. A relação do coeficiente de dilatação volumétrica
com o linear é dada por:
Unidades Usuais:
Vo............centímetro
cúbico (cm3);
g.............oC-1;
Dt............Celsius
(oC).
Exercício
(Prova 2003) 1>
A Mãozinha está reclamando, pois sua caixinha diminui de tamanho no inverno.
Sabendo que o coeficiente de dilatação linear da caixinha é 2 x 10-5
oC-1 e que sua aresta é 30 cm, determine:
(a) a variação da
aresta da caixinha;
(b) a variação de
todas as faces da caixinha;
(c) a variação do
volume da caixinha.
Utilizar que no inverno a temperatura que estava
em 35oC vai para –5oC.
Vídeos
Aula sobre dilatação:
