Dilatação Térmica

1. DILATAÇÃO LINEAR Predomina a dilatação de apenas uma das suas dimensões sobre as demais( DL ). Exemplos: trilho da linha férrea, fio de alta tensão, viga de prédio, etc.

1. DILATAÇÃO LINEAR   A figura  mostra uma barra metálica, em duas temperaturas diferentes:                                                         

Verifica-se, experimentalmente, que: A constante de proporcionalidade que transforma essa relação em uma igualdade, é o coeficiente de dilatação linear         do material com o qual a peça foi construída. Desse modo temos:

Problema de Aplicação A dilatação do fio; O comprimento final do fio. 1. O comprimento de um fio de alumínio é de 40m a 20ºC. Sabendo-se que o fio é aquecido até 60ºC e que o coeficiente de dilatação térmica linear do alumínio é de 24.10-6 ºC-1, determinar: A dilatação do fio; O comprimento final do fio.

2-DILATAÇÃO SUPERFICIAL A dilatação superficial corresponde à variação da área de uma placa quando submetida a uma variação de temperatura. Exemplos: piso de uma calçada, placa metálica, etc.

2. DILATAÇÃO SUPERFICIAL Verifica-se, também experimentalmente, que o acréscimo    na área de uma superfície que apresenta variações de temperatura é diretamente proporcional à sua área inicial So e à correspondente variação de temperatura       .

A constante de proporcionalidade é o coeficiente de dilatação superficial           , tal que                   , teremos:                                                                                                                

Problema de Aplicação 2. Uma placa retangular de alumínio tem 10 cm de lagura e 40 cm de comprimento, à temperatura de 20ºC. Essa placa é colocada num ambiente cuja temperatura é de 50ºC. Sabendo-se que βAl = 46.10-6 ºC-1, calcular: a) A dilatação superficial da placa; b) A área da placa nesse ambiente.

3. DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA Neste tipo de dilatação, vamos considerar a variação de volume, isto é, a dilatação nas três dimensões do sólido (comprimento, largura e altura). Exemplos: caixa de água de um prédio, caixa de sapato, objetos cilíndricos, etc.

3. DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA Utilizando-se o mesmo raciocínio anterior e introduzindo-se o coeficiente de dilatação volumétrica   , tal que:

Relação entre o coeficiente de dilatação linear e o coeficiente de dilatação volumética. teremos:

Problema de Aplicação 3. Um paralelepípedo a 10ºC possui dimensões iguais a 10cm x 20cm x 30cm, sendo constituído de um material cujo coeficiente de dilatação térmica linear é 8,0.10-6 ºC-1. Determinar o acréscimo de volume quando sua temperatura aumenta para 110ºC.