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DILATAÇÃO TÉRMICA AULA Nº 2 – 1º/2017
CURSO: Engenharia Civil Semestre: 3º DISCIPLINA: Fundamentos de Termodinâmica PROFº: MSc. Demetrius Leão
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Que sensação essa imagem te transmite?
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Trincas e fissuras: possíveis causas
Cargas e compressões excessivas Recalques na fundação Reações químicas (Poe exemplo: expansão da argamassa com a umidade) Efeito térmico
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O que pode acontecer com um corpo se sua temperatura variar?
Pode variar o volume? Pode variar o comprimento? O que pode acontecer com um corpo se sua temperatura variar? Pode variar de cor? Pode variar sua área superficial? Pode variar massa? PROPRIEDADES TERMOMÉTRICAS
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Geralmente os materiais se dilatam quando são aquecidos.
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A DILATAÇÃO TÉRMICA NO NOSSO COTIDIANO
Com as altas temperaturas, as pontes e os viadutos se dilatam. Em dias frios, os cabos telefônicos se contraem e podem se romper.
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A DILATAÇÃO TÉRMICA NO NOSSO COTIDIANO
Em dias quentes, os trilhos das ferrovias tendem a se dilatar, podendo encurvar. Deixar espaços entre as barras dos trilhos para permitir sua expansão.
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A DILATAÇÃO TÉRMICA NO NOSSO COTIDIANO
Em dias quentes, as seções de pistas de concreto se dilatam, podendo causar rachaduras. Deixar pequenos espaços entre as seções, preenchendo-os com betume, um material maleável.
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DILATAÇÃO/CONTRAÇÃO Dilatação ocorre quando aumentamos a temperatura de um corpo. Este movimento é causado pela agitação molecular, as partículas se agitam buscando mais espaços. Quando temos substâncias em um determinado estado da matéria e ao aquecermos este corpo as moléculas se agitam modificando assim seu lugar no espaço sem a ruptura de suas ligações. Caso haja ruptura a matéria muda de estado.
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ΔL = α .L0.Δt ΔL – variação do comprimento, ou seja, L-L0
α – coeficiente de dilatação linear (Unidade: °C-1) L0 – comprimento inicial Δt – variação de temperatura, ou seja, t – t0
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Mas caso queiram calcular “direto” o comprimento final...
Fazendo-se as manipulações devidas, o comprimento final pode ser calculado em um único cálculo: L =L0.(1+ α .Δt)
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TIPO DE DILATAÇÃO DILATAÇÃO LINEAR: Considera a variação de tamanho só no comprimento. DILATAÇÃO SUPERFICIAL: Considera a variação de tamanho no comprimento e na largura. DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA: Considera a variação de tamanho no comprimento, largura e altura.
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EXEMPLO 1 Uma barra apresenta, a 20° C, o comprimento de 80 m, sendo feita de um material cujo coeficiente de dilatação linear é °C-1. A barra é aquecida até 50° C. Determine: A) a dilatação ocorrida. B) a dilatação relativa (expressa em porcentagem); C) o comprimento final da barra.
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Gráficos da dilatação linear
EXEMPLO 2: Usando o gráfico, calcule o coeficiente de dilatação linear desse material. L0 = 2,00 m L= 2,02 m Δt = 200 ΔL = ?
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A dilatação (ou contração) superficial
ΔA = β.A0.ΔT ΔA – variação da área, ou seja, A-A0 β – coeficiente de dilatação superficial (Unidade: °C-1) A0 – área inicial Δt – variação de temperatura, ou seja, t – t0
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EXEMPLO 3 Um quadrado de lado 2m é feito de um material cujo coeficiente de dilatação superficial é igual a 1, °C-1. Determine a área final deste quadrado quando aquecido em 80°C.
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Uma chapa com furo circular é aquecida
Uma chapa com furo circular é aquecida... O que acontece com o diâmetro do furo?
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Relação entre α e β β = 2α
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A dilatação (ou contração) volumétrica
ΔV = γ.V0.ΔT ΔV – variação de volume, ou seja, V-V0 γ – coeficiente de dilatação volumétrica (Unidade: °C-1) V0 – volume inicial Δt – variação de temperatura, ou seja, t – t0
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Relação entre α e γ γ = 3α
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EXEMPLO 4 Um paralelepípedo de uma liga de alumínio (α=2.10-5°C-1) tem arestas que, à 0°C, medem 5cm, 40cm e 30cm. De quanto aumenta seu volume ao ser aquecido à temperatura de 100°C?
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Fissuras de cisalhamento em lajes de cobertura
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POSSÍVEIS SOLUÇÕES: Isolamento térmico da laje
reforma/46/artigo aspx
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Distanciar a laje de sua cobertura, caso haja, melhorando seu isolamento.
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Pintar o telhado de branco, que ajuda a refletir o calor recebido
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BONS ESTUDOS!
