FÍSICA.

Apresentação em tema: "FÍSICA."— Transcrição da apresentação:

1 FÍSICA

2 DILATAÇÃO TÉRMICA

3 INTRODUÇÃO De um modo geral, quando aumentamos a temperatura de um corpo (sólido ou líqui-do), aumentamos a agitação das partícu-las que formam esse corpo. Isso causa um afastamento entre as partículas, resultan-do em aumento nas dimensões do corpo (dilatação térmica). Por outro lado, uma diminuição na temperatura de um corpo acarreta uma redução em suas dimensões (construção térmica).

4 Na construção civil, por exemplo, para prevenir possíveis trincas e rupturas por causa da dilatação térmica dos materiais, utilizam-se as " folgas", chamadas de juntas de dilatação.

5 Í N D I C E Dilatação Linear Dilatação Superficial
Dilatação Volumétrica Coeficientes Fórmulas Dilatação dos Líquidos Dilatação da Água

6 DILATAÇÃO LINEAR

7 Embora a dilatação de um sólido ocorra em todas as dimensões, pode predominar a dilatação de apenas uma das suas dimensões sobre as demais. Ou, ainda, podemos estar interessados em uma única dimensão do sólido. Nesse caso, temos a dilatação Linear ( DL ). Exemplos: trilho da linha férrea, fio de alta tensão, viga de prédio, etc. 100 oC 20 oC

8 DILATAÇÃO SUPERFICIAL

9 Exemplos: piso de uma calçada, placa metálica, etc.
A dilatação superficial corresponde à variação da área de uma placa quando submetida a uma variação de temperatura. As figuras abaixo representam uma placa retangular à temperatura To e à temperatura T > To . Exemplos: piso de uma calçada, placa metálica, etc. Ocorre também nos objetos circulares (exemplo: anéis). 20 oC 100 oC

10 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA

11 Neste tipo de dilatação, vamos considerar a variação de volume, isto é, a dilatação nas três dimensões do sólido (comprimento, largura e altura). Veja o exemplo do quadro abaixo: Exemplos: caixa de água de um prédio, caixa de sapato, objetos cilíndricos, etc. 100 oC 100 oC 20 oC 20 oC

12 COEFICIENTES  coeficiente da dilatação linear.  coeficiente da dilatação superficial.  coeficiente da dilatação volumétrica. 3 b 2  = 2 =  3 = 

13 FÓRMULAS

14 DILATAÇÃO LINEAR L = Lo .  .  L - Lo = Lo .  .  L = L + Lo

15 DILATAÇÃO SUPERFICIAL
S = So .  .  S - So = So .  .  S - So = So . 2  .  S = S +So

16 DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA
V = Vo .  .  V - Vo = Vo .  .  V - Vo = Vo . 3  .  V = V + Vo

17 D I L A T A Ç Ã O D OS LÍQUIDOS

18 Os sólidos têm forma própria e volume definido, mas os líquidos têm somente volume definido. Assim o estudo da dilatação térmica dos líquidos é feita somente em relação á dilatação volumétrica. Esta obedece a uma lei idêntica á dilatação volumétrica de um sólido , ou seja , a dilatação volumétrica de um líquido poderá ser calculada pelas mesmas fórmulas da dilatação volumétrica dos sólidos.

19 Veja na tabela abaixo, o coeficiente de dilatação de alguns líquidos, medido em oC -1
Água , Mercúrio , Glicerina , Benzeno , Álcool etílico 11, Acetona , Petróleo

20 Como os líquidos não apresentam forma própria, só tem significado o estudo de sua dilatação volumétrica. Ao estudar a dilatação dos líquidos tem de se levar em conta a dilatação do recipiente sólido que o contém. .

21 De maneira geral, os líquidos dilatam-se sempre mais que os sólidos ao serem igualmente aquecidos.

22 No aquecimento de um líquido contido num recipiente, o líquido irá, ao dilatar-se juntamente com o recipiente, ocupar parte da dilatação sofrida pelo recipiente, além de mostrar uma dilatação própria, chamada dilatação aparente.

23 A dilatação aparente é aquela diretamente observada e a dilatação real é aquela que o líquido sofre realmente.

24 A dilatação aparente do líquido é igual ao volume que foi extravasado
A dilatação aparente do líquido é igual ao volume que foi extravasado. A dilatação real do líquido é dada pela soma da dilatação aparente do líquido e da dilatação volumétrica sofrida pelo recipiente.

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27 DILATAÇÃO DA ÁGUA

28 Em países onde os invernos são rigorosos, muitas pessoas deixam suas torneiras gotejando para não permitir que a água contida no encanamento se congele, devido ao pequeno fluxo, e os canos arrebentem. Do mesmo modo, nas encostas rochosas desses países, com a chegada do inverno, as águas que se infiltraram nas rachaduras congelam-se e aumentam de volume, provocando um desmoronamento.

29 Em regra geral, ao se elevar a temperatura de uma substância, verifica-se uma dilatação térmica. Entretanto, a água, ao ser aquecida de 00 C a 40 C, contrai-se, constituindo-se uma exceção ao caso geral. Esse fenômeno pode ser aplicado da seguinte maneira:

30 No estado sólido , os átomos de oxigênio, que são muito eletronegativos, unem-se aos átomos de hidrogênio através da ligação denominada ponte de hidrogênio. Em conseqüência disso, entre as moléculas, formam-se grandes vazios, aumentando o volume externo (aspecto macroscópico).

31 Os diagramas a seguir ilustram o comportamento do volume e da densidade em função da temperatura.

32 Então, a 4o C, tem-se o menor volume para a água e, consequentemente, a maior densidade da água no estado líquido. Observação: A densidade da água no estado sólido ( gelo ) é menor que a densidade da água no estado líquido.

33 Um fio metálico tem 100 m de comprimento e coeficiente de dilatação linear igual a oC-1. Qual a variação de comprimento desse fio, quando a temperatura varia 10o C ? Solução: L = Lo .  . t L = , L = 0,017 m ou 17 mm