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1 Camilla Lima Siqueira Angela Rufo FÍSICA 14 de ABRIL de 2020 Dilatação Superficial e Volumétrica Como já mencionada em aula e retomando novamente, a dilatação acontece somente em uma direção, ou seja, somente ocorre o aumento do comprimento, pois não tem volume ou área para serem analisados, portanto poderia ser denominados os objetos que sofrem dilatação tanto volumétrica como superficial de objetos unidimensionais. O princípio da dilatação parte da agitação molecular, consequentemente há o aumento das temperaturas, também pode acontecer o movimento inverso, ou seja, a contração. Pode-se dizer que, durante a dilatação há o aumento da distância intermolecular, que irá expandir o comprimento de determinado corpo. Definições : A princípio a dilatação ocorre somente em uma direção, pelo comprimento. Todavia, no caso da dilatação superficial, são os aumentos do volume do corpo em duas dimensões (comprimento e largura), isto se diz a respeito ao aumento da área de uma superfície como o próprio nome declara, pelo aumento da temperatura e agitação de moléculas. Fórmula: 2 A .β.ΔTΔ = A0 Explanação: O aumento do corpo da áreaAΔ = área inicial do corpoA0 = = coeficiente do material de dilatação superficialβ variação da temperatura (Tf-Ti)ΔT = Exemplos de problemas e cálculos: Uma chapa quadrada de 20 cm de lado de alumínio sofreu um aquecimento de 600 K. Qual a dilatação superficial sofrida pela chapa? Resolução: Como β = , β = e Uma variação percentual de 3% (com um aumento de 600K !!). (Exemplo e resolução - Proenem) Exemplo: Uma chapa metálica retangular de 0,05 m² encontra-se a temperatura de 25º C quando passa a ser aquecida pela luz do Sol, até que sua temperatura atinja 75º C. Sendo o coeficiente de 3 dilatação superficial do material que compõe a chapa igual a 2,0.10-4 ºC-1, de quanto será a variação da área dessa chapa? Resolução: Definição: A dilatação volumétrica nada mais é que agitação das moléculas, em três dimensões (altura, comprimento e largura), portanto consideramos que agitam dos corpos acabam inchando ou se dilatando, ocupando determinado espaço. Fórmula: ΔV . y.ΔΘ= V 0 Variação do VolumeVΔ = Volume InicialV 0 = Coeficiente da dilatação volumétricay = Variação de temperaturaΘΔ = Exemplo: Vamos imaginar um barril de alumínio contendo 10.000 litros de água. Vamos considerar que ele está completamente cheio. Entre 6h e 14h, sofreu uma variação de 10 °C. O que deve acontecer com o sistema? 4 Resolução: Onde y = 3 , chamado de coeficiente dilatação volumétrico. Vamos ver, então, qual foi a dilatação do barril: Para sabermos a dilatação da água temos que saber o seu coeficiente de dilatação (no caso de líquidos/gases, não é necessário dizer coeficiente de dilatação volumétrico, seria um pleonasmo). Então: A partir dessas respostas, podemos concluir que 5,5 L de água vazaram pelo barril. Exemplo: Uma barra de ouro a 20º C de temperatura tem as seguintes dimensões: 20cm de comprimento, 10cm de largura e 5cm de profundidade. Qual será a sua dilatação após ser submetido a 50ºC de temperatura. Considere que o coeficiente do ouro é 15.10-6. Resolução: Primeiro, vamos retirar os dados do enunciado: A área inicial (L0) é 1000cm3, ou seja: 20cm x 10cm x 5 cm 5 A variação de temperatura é de 30º C, pois era 20º C inicialmente e subiu para 50º C O coeficiente de dilatação (γ) é 15.10-6 ΔV = V0.γ.Δθ ΔV = 1000.15.10-6.30 ΔV = 1000.15.30.10-6 ΔV = 450000.10-6 ΔV = 0,45cm Trabalhos citados Dilatação Superficial e Volumétrica, exemplos Definição Dilatação Volumétrica Definição Dilatação Superficial https://www.proenem.com.br/enem/fisica/dilatacao-linear-superficial-e-volumetrica/ https://www.todamateria.com.br/dilatacao-volumetrica/ https://www.todamateria.com.br/dilatacao-superficial/
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