Dilatação de Sólidos e Líquidos- Resumo de física

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Mapa Mental
de Física
Maria Clara Costa Barboza
2º VA
Dilatação de
Sólidos e
Líquidos
Propriedades físicas dos
corpos que a variação da
temperatura pode
modificar
Dureza:
resistência
do sólido a
sofrer cortes
ou ser penetrado.
Ductilidade:
capacidade do
sólido de sofrer
deformação sem
se romper.
S
Ó
l
i
D
O
S
Viscosidade:
propriedade
associada à
facilidade de
escoamento do
fluido.
Densidade:
é a relação entre
a massa e o
volume ocupado
pelo fluido.
F
L
U
I
D
O
S
*
Também vale para os sólidos.*
A variação da
temperatura
afeta a
disposição
relativa 
das partículas.
temperatura
temperatura
Dilatação > todos os corpos apresentam
variação nas suas dimensões quando se aquecem
ou se resfriam. Mas, do que a dilatação depende?
Das
características
do material, pois
as substâncias
se dilatam com
intensidades
diferentes.
Do seu tamanho
inicial
(comprimento,
área e/ou
volume).
Quanto maior o
corpo, maior a
dilatação.
Da variação de
temperatura
dentro de um
limite que não
afete sua
natureza.
Quanto maior a
temp., maior a
dilatação.
Quando analisamos apenas a alteração no
comprimento dos objetos, causada pela variação da
temperatura, temos uma dilatação térmica linear
Também chamada
de Unidimensional
De acordo com esses 3 fatores, temos:
Coeficiente de
dilatação linear
(α): indica a
variação do
comprimento do
objeto.
Comprimento
Inicial (Lo) do
material, a
uma certa
temperatura (θo).
Variação da
Temperatura:
 
Δθ = θfinal - θo 
ΔL = L - Lo = α • Δθ
A expressão matemática que permite o
cálculo da Dilatação Térmica Linear é:
ΔL = α • Lo • Δθ
6 = 0,000012 • Lo • 50 
Material
 
Chumbo
Alumínio
Latão
Prata
Cobre
Ferro
Aço
Vidro Comum
Vidro Pirex
α (ºC⁻ ¹)
 
0,000027 = 2,7 • 10⁻ ⁵
0,000022 = 2,2 • 10⁻ ⁵
0,000020 = 2,0 • 10⁻ ⁵
0,000019 = 1,9 • 10⁻ ⁵
0,000017 = 1,7 • 10⁻ ⁵
0,000012 = 1,2 • 10⁻ ⁵
0,000011 = 1,1 • 10⁻ ⁵
0,000008 = 8 • 10⁻ ⁶
0,000003 = 3 • 10⁻ ⁶
 
Dilatação
Térmica Linear
Comprimento Final
Comprimento Inicial
Coeficiente de
Dilatação Linear
Variação de
Temperatura
E
X
E
M
P
L
O
Para que um fio de ferro
tenha uma dilatação de
6mm em seu comprimento,
devido a um aquecimento
de 50ºC, qual deve ser o
seu comprimento inicial?
Lo = 10 000 mm = 10 m 
Quanto maiores
forem os comprimentos
iniciais, mais visíveis e
relevantes serão as
dilatações.
Podemos indicar o comprimento final dessa forma:
.L = Lo • (1 + α + Δθ)
Quando analisamos a dilatação em duas dimensões, seguimos
o mesmo raciocínio da dilatação linear, mas, além do
comprimento, analisamos também a dilatação da largura.
Logo, estamos nos referindo à Dilatação Térmica Superficial,
que se refere à variação da área (A).
Também chamada
de Bidimensional
Coeficiente de
dilatação
superficial (ß):
indica a variação
da área por
unidade de temp.
Área Inicial
(Ao): medida da
área a certa
temperatura θo.
Variação da
Temperatura:
 
Δθ = θfinal - θo 
ΔA = A - Ao = ß • Ao • Δθ
A expressão matemática que permite o
cálculo da Dilatação Térmica Superficial é:
Dilatação
Térmica Superficial
Área Final
Área Inicial
Coeficiente de Dilatação
Superficial (≅ 2α)
Variação de
Temperatura
O valor de ß é, aproximadamente, o dobro de α. *
Nesse caso, teremos:
Podemos indicar a área final dessa forma:
A = Ao • (1 + ß • Δθ) 
Assim, teremos, por exemplo:
α do ouro > 0,000015 ºC⁻¹
ß do ouro > 0,000030 ºC⁻¹
Na dilatação térmica em três dimensões, consideramos o
comprimento, a largura e a altura (ou espessura) do corpo sólido.
Logo, estamos nos referindo à Dilatação Térmica Volumétrica,
cuja grandeza física a ser observada é o volume (V).
Também chamada
de TridimensionalNesse caso, teremos:
Coeficiente de
dilatação
volumétrica (γ):
quantifica a
alteração de
volume, por
unidade de temp.
Volume Inicial
(Vo): medido a
certa temperatura
θo.
Variação da
Temperatura:
 
Δθ = θfinal - θo 
ΔV = V - Vo = Y • Vo • Δθ
A expressão matemática que permite o
cálculo da Dilatação Térmica Volumétrica é:
Dilatação
Térmica Volumétrica
Volume Final
Volume Inicial
Coeficiente de Dilatação
Volumétrica (= 3α)
Variação de
Temperatura
O valor de Y é o triplo do valor de α. *
Assim, teremos, por exemplo:
α do ouro > 0,000015 ºC⁻¹
ß do ouro > 2α > 0,000030 ºC⁻¹
Y do ouro > 3α > 0,000045 ºC⁻¹