Aula 8 - Dilatação Térmica dos Sólidos

1 – dilatação térmica dos sólidos

Começaremos discutindo a dilatação em sólidos. Para um estudo mais detalhado podemos separar essa dilatação em três tipos: dilatação linear (aquela que ocorre em apenas uma dimensão), dilatação superficial (ocorre em duas dimensões) e dilatação volumétrica (ocorre em três dimensões).

5.1.1 – dilatação linear

Quando estamos estudando a dilatação de um fio, teremos a ocorrência predominante de um aumento no comprimento desse fio. Essa é a característica da dilatação linear. Imaginemos uma barra de comprimento inicial L_o e temperatura inicial t_o. Ao aquecermos esta barra para uma temperatura t ela passará a ter um novo comprimento L. Vejamos o esquema:

Para responder a questão anterior devemos avaliar outra questão:

Do que depende a dilatação linear de uma barra ?

Poderíamos citar:

F o comprimento inicial;

F a variação da temperatura;

F o tipo do material.

Logo temos que:

Unidades Usuais:

L_o............centímetro (cm);

a.............^oC^-1;

Dt............Celsius (^oC).

1.2 – dilatação superficial

Quando estamos estudando a dilatação de uma placa de concreto, teremos a ocorrência predominante de um aumento na área dessa placa. Essa é a característica da dilatação superficial. Imaginemos uma placa de área inicial A_o e temperatura inicial t_o. Ao aquecermos esta placa para uma temperatura t ela passará a ter uma nova área A. Vejamos o esquema:

Para responder a questão anterior devemos avaliar outra questão:

Do que depende a dilatação superficial de uma placa ?

Poderíamos citar:

F a área inicial;

F a variação da temperatura;

F o tipo do material.

Logo temos que:

O coeficiente de dilatação superficial é a grandeza que indica o material utilizado. A relação do coeficiente de dilatação superficial com o linear é dada por:

Unidades Usuais:

A_o............centímetro quadrado (cm²);

β.............^oC^-1;

Dt............Celsius (^oC).

1.3 – dilatação volumétrica

Quando estamos estudando a dilatação de um paralelepípedo, teremos a ocorrência predominante de um aumento no volume desse corpo. Essa é a característica da dilatação volumétrica. Imaginemos um paralelepípedo de volume inicial V_o e temperatura inicial t_o. Ao aquecermos este corpo para uma temperatura t ele passará a ter um novo volume V. Vejamos o esquema:

Para responder a questão anterior devemos avaliar outra questão:

Do que depende a dilatação volumétrica do paralelepípedo ?

Poderíamos citar:

F o volume inicial;

F a variação da temperatura;

F o tipo do material.

Logo temos que:

O coeficiente de dilatação volumétrica é a grandeza que indica o material utilizado. A relação do coeficiente de dilatação volumétrica com o linear é dada por:

Unidades Usuais:

V_o............centímetro cúbico (cm³);

g.............^oC^-1;

Dt............Celsius (^oC).

Exercício

(Prova 2003) 1> A Mãozinha está reclamando, pois sua caixinha diminui de tamanho no inverno. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear da caixinha é 2 x 10^{-5 o}C^-1 e que sua aresta é 30 cm, determine:

(a) a variação da aresta da caixinha;

(b) a variação de todas as faces da caixinha;

(c) a variação do volume da caixinha.

Utilizar que no inverno a temperatura que estava em 35^oC vai para –5^oC.

Vídeos

Telecurso 2000

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