Dilatação térmica

Quando aquecemos um corpo, aumentando sua energia térmica, aumentamos o estado de agitação das moléculas que o compõem. Estas moléculas precisam de mais espaço e acabam se afastando uma das outras aumentando o volume do corpo. Este fenômeno é conhecido como dilatação térmica. A dilatação térmica ocorre não só quando aquecemos um corpo, mas também quando o resfriamos.

Dilatação térmica linear: Quando a dilatação ocorre predominantemente em uma direção.

Cada material tem um coeficiente de dilatação linear próprio, o do alumínio, por exemplo, é 24. 10-6 °C-1.

Substância	Coeficiente de dilatação linear (a)  em ºC-1
Aço	1,1 x 10-5
Alumínio	2,4 x 10-5
Chumbo	2,9 x 10-5
Cobre	1,7 x 10-5
Ferro	1,2 x 10-5
Latão	2,0 x 10-5
Ouro	1,4 x 10-5
Prata	1,9 x 10-5
Vidro comum	0,9 x 10-5
Vidro pirex	0,3 x 10-5
Zinco	6,4 x 10-5

Exemplo:

Na ilustração acima, podemos ver o estrago causado pela dilatação térmica nos trilhos de uma ferrovia.

Formula:

Dilatação térmica superficial: quando a dilatação ocorre predominantemente em duas direções, mudando a área do corpo.

∆S= Sf - So  à   ∆θ=θf - θo   à fórmula geral à ∆S= S0.β. ∆θ

Obs.: β=2 α e β é coeficiente de dilatação superficial

Ex.:Uma chapa plana de liga metálica  de coeficiente linear 2.10-5, tem área S0 de 9m2 a uma temperatura 20ºC. Quando aquecida até 120ºC. Determine a variação superficial da placa. E o tamanho total da placa?

β=2 α à β=2 2.10-5 à β= 2. 0,00002 à β =0,00004

∆S= S0.β. ∆θ à ∆S= 9.0,00004.(120-20) à ∆S= 9.0,00004.100 à ∆S=0,036m

E o tamanho total da placa? 9m+0,036m =9,036m

Dilatação térmica volumétrica: É aquela em que se considera a variação de três dimensões de um corpo: comprimento, largura e altura.

Formula: