ATIVIDADES A SEREM REALIZADAS:
Dilatação Térmica
Dilatação térmica é a variação que ocorre nas dimensões de um corpo quando submetido a uma variação de temperatura.De uma maneira geral, os corpos, sejam eles sólidos, líquidos ou gasosos, aumentam suas dimensões quando aumentam sua temperatura.
Dilatação Linear
Dilatação Linear é o aumento de volume que acontece em apenas uma dimensão, no seu comprimento. É um processo exclusivo dos materiais sólidos submetidos a aquecimento térmico.
Um exemplo simples de ocorrência de dilatação térmica pode ser observado nos trilhos de trem. Eles são submetidos a temperaturas altíssimas com a passagem das carruagens e a agitação dos átomos que o constituem faz com que o caminho de ferro expanda. Os trilhos, porém, têm espaço para aumentar de volume. Isto decorre do fato de, entre eles, haver juntas - pequenos espaços deixados propositalmente - sem os quais, entortariam. Como calcular a dilatação linear?
ΔL = L0.α. Δθ
Onde,
ΔL = Variação do comprimento
L0 = Comprimento inicial
α = Coeficiente de dilatação linear
Δθ = Variação de temperatura
Coeficientes de Dilatação Linear
O aumento da dimensão de um corpo é proporcional ao aumento da sua temperatura, ou seja, quanto maior a temperatura, maior a dilatação. Além disso, a dilatação depende também do tipo de material de que o corpo é feito, motivo pelo qual é muito importante considerar os respectivos coeficientes. A tendência dos materiais para aumentar de volume são indicadas pelos coeficientes. Confira a tabela e saiba qual o material que mais se dilata em exposição ao calor:
Dos sólidos constantes na tabela acima, o que menos se dilata é o Pyrex, que tem o coeficiente menor, enquanto o chumbo lidera com o maior coeficiente.
Dilatação Superficial e Dilatação Volumétrica
Além da dilatação linear, a dilatação térmica é classificada em outros dois tipos:
-Dilatação superficial, cuja dimensão se reflete no comprimento e na largura.
-Dilatação volumétrica, cuja dimensão se reflete não só no comprimento e na largura, mas também na profundidade.
Exemplo exercício resolvido
Qual será o comprimento de uma barra de concreto de 2m a 30º C após ser exposta a uma temperatura de 50º C?
Primeiro, vamos retirar os dados do enunciado:
O comprimento inicial (L0) é 2m
O coeficiente de dilatação do concreto (α) é 12.10-6
A temperatura inicial é de 30º C, enquanto a temperatura final é de 50º C
ΔL = L0.α.Δθ
ΔL = 2.12.10-6.(50-30)
ΔL = 2.12.10-6.(20)
ΔL = 2.12.20.10-6
ΔL = 480.10-6
ΔL = 0,00048
0,00048 é a variação do comprimento. Para sabermos o tamanho final da barra de concreto temos de somar o comprimento inicial com a sua variação:
L = L0+ΔL
L = 2+0,00048
L = 2,00048m
Resolva como no exemplo acima
1. Um fio de cobre tem 20m à temperatura de 20º C. Se a temperatura aumentar para 35º C qual será o seu comprimento? O coeficiente de dilatação do cobre (α) é 17.10-6
2.Um fio de aço apresenta comprimento igual a 20 m quando sua temperatura é de 40 ºC. Qual será seu comprimento quando sua temperatura for igual a 100 ºC? Considere do coeficiente de dilatação linear do aço igual a 11.10-6 ºC-1.
3.O que é dilatação térmica?
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