DIlatação Térmica

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09/07/2013
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Dilatação Térmica
Dilatação Térmica
• O fenômeno da dilatação térmica é um dos efeitos da
temperatura;
• É explicado pela variação da velocidade de agitação das
moléculas com a temperatura;
Ou seja, na maioria das substâncias
• quando a temperatura de uma substância aumenta, ela
se expande (aumento médio das dimensões);
• quando a temperatura de uma substância diminui, ela
se contrai (diminuição média das dimensões);
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Dilatação Térmica
• Ao se construir qualquer tipo de estrutura ou dispositivo
deve se levar em conta a dilatação térmica;
• Porque materiais diferentes se dilatam com taxas
diferentes;
• É necessário deixar um espaço entre os segmentos de
uma construção para permitir a livre dilatação do
material;
• Esse espaço deixado é denominado de junta de
dilatação;
Dilatação Térmica
Junta de dilatação entre trilhos. O aumento excessivo da temperatura
fez os trilhos entortarem.
Fios elétrico e telefônicos são mais
longos e frouxos durante um dia de
verão.
Na construção de calçadas, separam-se
as placas de cimentos por um espaço
vazio ou ripas de madeiras.
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Dilatação Linear nos sólidos
• Uma barra de ferro de comprimento inicial L0 a
temperatura θ0 sofre um aumento de temperatura para θ;
• Seja ∆θ = θ – θ0 = 10°C e ∆L a dilatação linear ocorrida;
• Dobrando o valor de L0, a dilatação ∆L dobra (∆L ~ L0);
• Dobrando o valor de ∆θ , a dilatação ∆L dobra (∆L ~ ∆θ );
Dilatação Linear nos sólidos
• A dilatação de uma barra que sofre um aquecimento,
vai depender também do material que a constitui;
• Sendo assim, ∆L = αL0 ∆θ é a lei da dilatação linear;
• Como ∆L = L – L0, L = L0 ± ∆L que é o comprimento
final da barra;
• α (alfa) é o coeficiente de dilatação linear que depende
de cada material;
• O α vai dizer se um material se dilata mais que outro e
ele é medido em °C-1 (grau Celsius recíproco)
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Dilatação Relativa
• A dilatação relativa é a relação entre o valor da dilatação
sofriada (∆L) pelo valor inicial e suas dimensões;
• Quando dizemos que o comprimento de uma barra
aumentou de 0,7%, isso significa que:
0
L
L∆
007,0%7,0
0
==
∆
L
L
Gráficos da Dilatação Linear 
• A lei que expressa a dilatação linear nos sólidos é dada
por uma função de 1° grau;
θα ..
00
LLL +=
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Lâmina Bimetálica
• A lamina bimetalica é um dispositivo constituído por
duas tiras justapostas e bem aderidas, feitas de metais
com diferentes coeficientes de dilatacão;
• Ao serem aquecidas, as tiras se dilatam provocando o
encurvamento da lâmina para o lado da tira de menor
coeficiente de dilatacão
Lâmina Bimetálica
Lâmpada pisca- pisca
Ferro elétrico
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Exercícios
Exercícios
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Exercícios
Dilatação Superficial nos sólidos
• Envolve a dilatação em duas dimensões lineares;
• Uma placa retangular que apresenta na temperatura
inicial θ0, área A0 = X0 • Y0, sendo X0 e Y0 suas dimensões
lineares;
• Na temperatura final θ, a área é A = x . y, em que x e y são
suas dimensões lineares nessa temperatura;
β (beta) é o coeficiente e dilatação superficial e vale 2α.
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Dilatação Volumétrica nos sólidos
• Envolve a dilatação nas três dimensões lineares;
• Um sólido homogêneo com forma de paralelepípedo em
duas temperaturas, θ0 e θ > θ0;
γ (gama ) é o coeficiente de dilatação volumétrica e vale 3α.
Dilatação Térmica nos líquidos
• Obedece a mesma lei de dilatação volumétrica dos sólidos.
Sendo que os líquidos se dilatam mais;
• No entanto, deve-se levar em conta a dilatação do recipiente
que contém o líquido;
• O volume de líquido extravasado equivale à dilatação
aparente do Iíquido (∆Vap) e não à dilatação real (∆V), pois o
frasco também se dilata;
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Dilatação Térmica nos líquidos
• Sendo conhecida a dilatação do frasco (aumento de seu volume
interno), podemos determinar a dilatação real sofrida pelo
Líquido;
• O coeficiente de dilatação aparente de um Líquido é dado pela
diferença entre o coeficiente de dilatação real e o coeficiente de
dilatação volumétrica do frasco;
O comportamento anômalo da água
• A água apresenta um comportamento excepcional,
contraindo-se quando aquecida de 0 °C a 4°C.
• Esse comportamento anômalo da água pode ser
explicado pelo modo peculiar com que suas moléculas se
interligam quando no estado líquido.
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O comportamento anômalo da água
Exercícios
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Exercícios
Exercícios