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Dilatação Térmica
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Você já observou os trilhos das estradas de ferro? Elas possuem vãos entre trechos consecutivos, para permitir sua dilatação em dias mais quentes....
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Dilatação dos Corpos Os corpos ao sofrerem variação na sua temperatura, tem suas dimensões alteradas devido a variação na agitação das moléculas. O que acontece com um corpo quando aumentamos a sua temperatura? O que acontece com um corpo quando diminuímos a sua temperatura?
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Dilatação Linear Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no comprimento de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação linear. Por que os corpos sofreram diferentes variações no seu comprimento????? Existem duas possibilidades: materiais diferentes e a variação de temperatura!!!!
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Portanto, duas barras de mesmo material ao sofrerem a mesma temperatura, apresentam a mesma variação no comprimento?????? NÃO!!!!! Então, qual seria outro fator responsável por isso??? O comprimento inicial!!!!!!!!
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l0l0 l ΔlΔl Δ l = l 0 α Δ θ Δ l = l - l 0
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Onde: Δ l = Dilatação Térmica Linear; α = Variação do comprimento do objeto; l 0 = Comprimento Inicial; Δ θ = Variação da Temperatura.
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Δ l = l 0 α Δ θ l 0 = 100 cm θ 0 = 0 ºC θ = 50 ºC α = 15.10 -6 ºC -1 Δ l = 100.15.10 -6.50 Δ l = 0,075 cm l = l 0 + Δ l l = 100 + 0,075 l = 100,075 cm
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Δ l A = l 0A α A Δ θ A 4 = 100. α A.100 α A = 4.10 -4 ºC -1 Δ l B = l 0B α B Δ θ B 2 = 100. α B.100 α B = 2.10 -4 ºC -1 a) b) Δ l A - Δ l B = 4 l 0A α A Δ θ - l 0B α B Δ θ = 4 100. 4.10 -4. Δθ – 100. 2.10 -4. Δθ = 4 4.10 -2. Δθ – 2.10 -2. Δθ = 4 2.10 -2. Δθ = 4 Δθ = 200
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Dilatação Superficial Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação na área de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação superficial.
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ΔlΔl ΔA = A 0 β Δ θ ΔA= A - A 0 A0A0 A β = 2α
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Onde: ΔA = Dilatação Térmica Superficial; A 0 = Área Inicial; β = Duas vezes a variação do comprimento ( α ) ; Δ θ = Variação da Temperatura.
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θ 0 = 10 ºC α = 27.10 -6 ºC -1 A 0 = 900 cm 2 ΔA = A 0 β Δθ β = 2α ΔA = A 0 2α Δθ ΔA = 900.2. 27.10 -6.50 ΔA = 2,43 cm 2 A = ΔA + A 0 A = 2,43 + 900 A = 902,43 cm 2 θ = 60 ºC A = ?
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Dilatação Volumétrica Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no volume de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação volumétrica. ΔV = V 0 γ Δ θ ΔV= V - V 0 γ = 3α V0V0 V
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Onde: ΔV = Dilatação Térmica Superficial; V 0 = Volume Inicial; γ = Três vezes a variação do comprimento ( α ) ; Δ θ = Variação da Temperatura.
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ΔV = V 0 γ Δθ γ = 3α ΔV = V 0 3α Δθ 0,405 = 100.3. 27.10 -6. Δ θ θ = Δ θ + θ 0 θ = 50 + 0 = 50 ºC Δ θ = 50 ºC θ 0 = 0 ºC α = 27.10 -6 ºC -1 V 0 = 100 l θ = ? ΔV= 0,405 l 405.10 -3 = 81.10 -4. Δ θ
