Dilatação Térmica física

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Dilatação Linear :
é o aumento de volume que
acontece em apenas uma dimensão,
no seu comprimento. É um processo
exclusivo dos materiais sólidos
submetidos a aquecimento térmico.
ΔL = L0.α.Δθ
Onde,
ΔL = Variação do
comprimento
L0 = Comprimento
inicial
α = Coeficiente de
dilatação linear
Δθ = Variação de
temperatura
 
Um exemplo simples de ocorrência de
dilatação térmica pode ser observado nos
trilhos de trem. Eles são submetidos a
temperaturas altíssimas com a passagem das
carruagens e a agitação dos átomos que o
constituem faz com que o caminho de ferro
expanda.
Os trilhos, porém, têm espaço para aumentar
de volume. Isto decorre do fato de, entre eles,
haver juntas - pequenos espaços deixados
propositalmente - sem os quais, entortariam.
 
Dilatação Superficial:
 é o aumento do volume de um corpo que
compreende duas dimensões - comprimento e
largura.
Esse processo decorre da exposição do corpo
ao calor, fazendo com que os átomos se agitem
e aumentem a distância entre eles, ou seja, se
dilatem.
 
Exemplos:
1. Uma chapa de metal, cujo aumento de
temperatura faz com que ela expanda em
comprimento e em largura.
2. Um furo em uma placa, que aumenta de
tamanho à medida que a placa é aquecida.
 
ΔA = A0.β.Δθ
Onde,
ΔA = Variação da
área
A0 = Área inicial
β = Coeficiente de
dilatação
superficial
Δθ = Variação de
temperatura
 
Experimento:
tentar abrir um pote que está
com a tampa presa
aquecendo-a, fazendo com
que a sua área expanda:
 
Dilatação Volumétrica:
é o aumento de um corpo submetido a
aquecimento térmico que ocorre em três
dimensões - altura, comprimento e largura.
Quando aquecidos, os átomos que
constituem os corpos se agitam, de modo
que aumentam o espaço ocupado entre eles
e, assim, os corpo se dilatam, ou incham.
 
ΔV = V0.γ.Δθ
Onde,
ΔV = Variação do
volume
V0 = Volume
inicial
γ = Coeficiente
de dilatação
volumétrica
Δθ = Variação de
temperatura
 
Exemplos cotidianos:
Você já deve ter reparado que em algumas
construções, como pontes e viadutos, há um
pequeno espaço entre as peças de concreto.
Esse espaço existe por um motivo e não é
para economizar nos gastos. Ele está lá para
compensar a dilatação térmica volumétrica
sofrida pelo concreto com a variação da
temperatura.
 
Lâmina bimetálica:
 é um dispositivo utilizado em alguns
aparelhos bem conhecidos, como o pisca-
pisca (encontrado em árvores de Natal, por
exemplo) e o ferro elétrico de passar roupas.
Ela é formada por dois metais de diferentes
coeficientes de dilatação, colados fortemente.
A lâmina só se mantém retilínea na
temperatura em que foi feita a colagem. Se a
temperatura variar, a lâmina encurva, pois os
dois metais vão sofrer diferentes dilatações.
 
Ao juntarmos duas lâminas diferentes – por
exemplo, ferro e latão – unidas firmemente,
teremos uma lâmina bimetálica. Quando em
temperatura ambiente, as lâminas são planas
e possuem as mesmas dimensões. Ao ser
aquecida, como os dois materiais possuem
coeficientes de dilatação diferentes, uma das
lâminas se dilata mais que a outra. Para que
as duas lâminas se mantenham unidas, elas
se curvam como na figura abaixo.
Esta propriedade da
lâmina bimetálica é
muito usada para
provocar aberturas e
fechamentos de
circuitos elétricos.
A lâmina bimetálica também é utilizada como dispositivo interruptor de
corrente elétrica em vários outros aparelhos, como, por exemplo, relês e
disjuntores. Nessas aplicações, quando a intensidade da corrente elétrica
atinge um valor acima do máximo estabelecido, a energia dissipada
aquece a lâmina que, ao encurvar-se, desliga o circuito.