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Dilatação térmica Dilatação linear A dilatação corresponde, geralmente, a um aumento do espaçamento interatômico médio: onde l 0 é o comprimento original, ΔT a variação de temperatura e α é o coeficiente de dilatação linear, o qual consideramos independente da temperatura e da direção (corpos isotrópicos). Ou: Também podemos encarar α como a variação percentual de comprimento por unidade de variação de temperatura: Quando a variação de temperatura é muito pequena: Dilatação linear Dilatação Superficial Dilatação térmica : O buraco Dilatação volumétrica : Sólidos Podemos definir também o coeficiente de expansão volumétrica β (supondo que a dilatação seja isotrópica): Vamos tomar um bloco cujo volume, a temperatura T, é onde L i são os lados. A variação deste volume com a temperatura é Dividindo pelo volume V: Ou seja, ( Sólido Isotrópico ) Dilatação volumétrica : Líquidos Podemos definir também o coeficiente de expansão volumétrica β : Dilatação volumétrica da água Exemplo 1 Um líquido é colocado em um recipiente sólido de tal forma que preencha completamente o volume deste, sem que transborde. Calcule o volume de líquido expelido do recipiente quando ambos são submetidos a uma variação de temperatura ΔT. Como resultado de um aumento de temperatura de 32,0°C, uma barra com uma rachadura no centro dobra para cima (figura abaixo). Se a distância fixa L 0 é 3,77 m e o coeficiente de dilatação linear da barra é de 25 x 10-6/°C, determine a altura x do centro barra. Exemplo 2 Exemplo 3 Um tubo vertical, de altura L e coeficiente de dilatação linear α, é preenchido até a metade com um determinado líquido (β L ). Qual a altura final da coluna de líquido quando a temperatura do sistema for alterada de ΔT ? Qual a altura inicial máxima do líquido para que ele não transborde do recipiente após o aumento de temperatura? Exemplo 4 Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12
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