Física - Ensino Médio - Slides - dilatação (2008)

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INTRODUÇÃO
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Quando aumentamos a temperatura de um corpo (sólido ou líquido), aumentamos a agitação das partículas que formam esse corpo. (afastamento entre as partículas) resultando em aumento nas dimensões do corpo (dilatação térmica). 
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Na construção civil, por exemplo, para prevenir possíveis trincas e rupturas utilizam-se as " folgas", chamadas de juntas de dilatação.
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Í N D I C E
Dilatação Linear
Dilatação Superficial
Dilatação Volumétrica
Coeficientes
Fórmulas
Dilatação dos Líquidos
Dilatação da Água
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DILATAÇÃO
 LINEAR
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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.
20 oC 
100 oC
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DILATAÇÃO
 SUPERFICIAL
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A dilatação superficial corresponde à variação da área de uma placa quando submetida a uma variação de temperatura. 
Exemplos: piso de uma calçada, placa metálica, etc.
Ocorre também nos objetos circulares (exemplo: anéis).
20 oC
100 oC
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DILATAÇÃO 
 VOLUMÉTRICA
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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.
20 oC
100 oC
20 oC
100 oC
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COEFICIENTES
 coeficiente da dilatação linear.
 coeficiente da dilatação superficial.
 coeficiente da dilatação volumétrica.
3 = 
2 = 
 
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FÓRMULAS
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DILATAÇÃO LINEAR
L - Lo = Lo .  . t
L = Lo .  . t
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DILATAÇÃO SUPERFICIAL
S = So .  . t
S - So = So .  . t
S - So = So . 2  . t
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V - Vo = Vo . 3  . t
DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA
V = Vo .  . t
V - Vo = Vo .  . t
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os líquidos têm somente volume definido. Assim o estudo da dilatação térmica dos líquidos é feita somente em relação á dilatação volumétrica. 
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Veja na tabela abaixo, o coeficiente de dilatação de alguns líquidos, medido em oC -1 
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DILATAÇÃO DA 
ÁGUA
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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. 
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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: 
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 ligação denominada ponte de hidrogênio. Em consequência disso, entre as moléculas, formam-se grandes vazios, aumentando o volume externo (aspecto macroscópico). 
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Quando a água é aquecida de 0o C a
 4o C ocorre uma contração. de 
4o C a 100o C, a água dilata-se normalmente. 
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Os diagramas a seguir ilustram o comportamento do volume e da densidade em função da temperatura. 
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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.
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Espaços vazios:
Uma chapa com um furo ao ser aquecida sofre aumento tanto da sua área quanto do furo
 dois corpos,um maciço e outro oco de mesmo material e mesmo volume inicial sofre um mesmo acréscimo de temperatura,sofrerão um mesma dilatação.
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