Dilatacao_termica

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TERMODINÂMICATERMODINÂMICA
Profa. Dra. Silvia M de Paula
Março/2011
Dilatação TérmicaDilatação Térmica
�A maioria dos materiais sofre expansão quando a temperatura de eleva. 
Exemplo : 
Expansão térmica de juntas devem ser incluídas nos projetos de 
edificações, de estradas pavimentadas, de linhas férreas e de pontes.
�Qual a razão dos materiais sofrerem expansão: 
- A expansão térmica global é consequência da variação da 
separação média entre os átomos ou moléculas que o constituem. 
�A dilatação térmica pode ser : 
Linear
- Superficial 
- Volumétrica 
�A experiência mostra que a variação do comprimento é 
proporcional `q variação da temperatura e ao comprimento 
original.
∆L = α. Lo.∆θθθθ
Sendo : Lo o comprimento inicial (unidade: m, cm, mm, etc)
α o coeficiente médio de expansão linear (unidade ºC-1 )
∆θθθθ a variação da temperatura ( unidade: ºC )
�Dilatação linear dos sólidos
∆L = α. Lo.∆θθθθ
L= Lo.(1+ α. ∆θθθθ)
�Dilatação superficial dos sólidos
∆A = β.Ao.∆θθθθ
A = Ao.(1+β. ∆θθθθ)
Onde A = área (m2, cm2, mm2, etc)
β é o coeficiente de dilatação superficial (ºC-1)
∆θθθθ é a variação da temperatura (ºC)
�Dilatação volumétrica dos sólidos
∆V = γ.Vo.∆θθθθ
V = Vo.(1+ .γ.∆θθθθ)
Onde V = volume (m3, cm3, mm3, etc)
γ é o coeficiente de dilatação volumétrica ( ºC-1)
∆θ é a variação da temperatura ( ºC )
Importante
β = 2.α
γ = 3.α
EXEMPLOS:EXEMPLOS:
1- Duas barras, uma de zinco e outra de ferro, apresenta a 0ºC 
comprimentos 110,0 cm e 110,2 cm, respectivamente. Determine a 
que temperatura devem ser aquecidas , para que fiquem com 
comprimentos iguais. Os coeficientes de dilatação linear do ferro e d 
zinco são, respectivamente 1,2.10-5ºC-1 e 2,7.10-5ºC-1. 
(Resp. ~121,4ºC).
2. O comprimento de uma barra de metal varia com a temperatura T, de 
acordo com o gráfico: (a) Qual o coeficiente de dilatação linear do 
metal? (Resp. ≃ 6,7. 10 -6 ºC-1). (b) Qual o comprimento da barra a 
300ºC ? (Resp. 300,6 mm).
3. Uma chapa metálica quadrada tem lado 50 cm a 10ºC. 
Qual o valor da sua superfície a 50ºC? O coeficiente de 
dilatação linear do material é 1,8.10-5ºC-1. 
(Resp.: A= 2503,6 cm)
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAREFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
- Física 2- Raymond A. Serway, Movimento Ondulatório e 
Termodinâmica – 3ª edição- LTC
- Física Clássica- Caio Sérgio calçada e José Luiz 
Sampaio. Atual Editora.