Slides Aula de Dilatação Térmica na disciplina de Física

Aula sobre Dilatação Termica

1. DISCIPLINA:FÍSICA
DILATAÇÃO TÉRMICA DOS
SÓLIDOS

2. Breve resumo
Todososcorpos,quandoaquecidos,apresentamdilatação
térmicadecorrentedoaumentodavibraçãodesuas
partículas.

3. Dilatação térmica dos sólidos
Porconveniência,faremosoestudodadilataçãodossólidos
daseguintemaneira:
DilataçãoLINEAR:aumentoem1D(ex.:barras,fios,etc.);
DilataçãoSUPERFICIAL:aumentoem2D(ex.:placas).
DilataçãoVOLUMÉTRICA :aumentodovolumedocorpo
(ex.:esfera,cubro,etc)

4. Dilatação linear
Apenasumadasdimensões(comprimento),
apresentaalteraçãoconsiderávelquandoocorpoe
submetidoavariaçõesdetemperatura.
L
o
L
L
(L = L –L
o
)

5. Coeficiente de dilatação linear
Éumaconstantedeproporcionalidadeeseuvalor
dependedanaturezadomaterial.
Notamosqueaunidadedocoeficientededilatação
linearéoinversodaunidadedevariaçãode
temperatura,1/°C=°C
-1
,denominadagrau
Celsiusrecíproco.

6. Coeficiente de dilatação linear
Tabela com valores de coeficiente de
dilatação linear de alguns materiais
Material

(10
-5
°C
-1
)
Material

(10
-5
°C
-1
)
Chumbo 2,9 Ferro 1,18
Zinco 2,5 Platina 0,9
Alumínio 2,2 Vidro comum 0,9
Latão 2,0 Vidro pirex 0,3
Cobre 1,7 Ouro 1,5
Aço 1,2 Concreto 1,2

7. Exercícios resolvidos

8. Coeficiente de dilatação superficial
É uma constante de proporcionalidade e seu valor
depende da natureza do material.
= 2
Notamosqueaunidadedocoeficientededilatação
superficialéamesmadocoeficientededilatação
linear,oinversodaunidadedevariaçãode
temperatura,1/°C=°C
-1
,denominadagrau
Celsiusrecíproco.

9. Adilataçãoocorreemduasdimensõesdocorpo(o
comprimentoealargura).
Seatemperaturadeumsólidovaria,consequentementeaárea
desuasuperfícietambémvaria.
Dilatação superficial
A
o
(A = A –A
o
)
A

10. Exercícios resolvidos

11. Dilatação volumétrica ou cúbica
Ocorrequandotodasasdimensões(ocomprimento,
alarguraeaaltura)dosólidosofremdilatações
apósoaquecimento.
V
o
V
(V = V –V
o
)

12. Coeficiente de dilatação volumétrica ou cúbica
Éumaconstantedeproporcionalidadeeseuvalor
dependedanaturezadomaterial.
= 3
Aunidadeéamesmadocoeficientededilatação
linearesuperficial,oinversodaunidadede
variaçãodetemperatura,1/°C=°C
-1
,denominada
grauCelsiusrecíproco.

13. Observações
Tendoemvistaqueocoeficientededilatação
superficialéodobrodocoeficientededilatação
linear(=2)equeocoeficientededilatação
volumétricaéotriplodocoeficientededilatação
linear(=3),podemosrelacionarostrês
coeficientesdoseguintemodo:

14. Exercícios resolvidos