FÍSICA PROF. NELSON BEZERRA

PROF.ª RISÔLDA FARIAS1ªEJA FASE

Unidade IVSer humano e saúde

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 14.2ConteúdoDilatação térmica no cotidiano: sólidos e líquidos

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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HabilidadesIdentificar as características da dilatação linear, superficial e volumétrica.Calcular a dilatação térmica de uma barra de ferro em uma situação-problema.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Termometria

REVISÃO

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Termometria

REVISÃO

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Dilatação

DESAFIO DO DIA

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Em dias frios é possível perceber que os cabos de transmissão de energia elétrica ficam mais esticados que nos dias quentes, conforme o vídeo. Você saberia me dizer como é chamado esse fenômeno que iremos estudar hoje?

DESAFIO DO DIA

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Termologia

AULA

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A Termologia é um ramo da Física que estuda os fenômenos térmicos como calor, temperatura, dilatação, energia térmica, estudo térmico dos gases etc.

AULA

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Temperatura

AULA

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TemperaturaQuando um corpo se aquece as partículas que o compõem vibram cada vez com mais intensidade: esse fenômeno denomina-se temperatura. Quanto maior a agitação, maior a temperatura.

AULA

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Dilatação

AULA

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Dilatação TérmicaTodos os corpos existentes na natureza, sólidos, líquidos ou gasosos, quando em processo de aquecimento ou resfriamento, ficam sujeitos à dilatação ou contração térmica.

AULA

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Dilatação TérmicaDilatação Térmica é a variação que ocorre no tamanho ou no volume de um corpo quando submetido ao aquecimento térmico. Uma vez que os corpos são constituídos por átomos ligados entre si, a exposição ao calor faz com que eles se agitem, aumentem a distância entre si e inchem.

AULA

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Contração térmicaÉ a diminuição das dimensões dos corpos geralmente associada à diminuição de sua temperatura.

AULA

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Tipos de dilataçãoDependendo das dimensões dilatadas mais significativas dos corpos (comprimento, largura e profundidade), a dilatação é classificada em: linear, superficial e volumétrica.Veja exemplos de situações em que a dilatação de um corpo pode ser estudada em uma, duas ou três dimensões:

AULA

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Dilatação LinearÉ a dilatação que se caracteriza pela variação do comprimento do corpo. Essa variação pode ser calculada a partir da seguinte equação matemática: chamada de coeficiente de dilatação linear (α).

AULA

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Dilatação LinearAssim, podemos expressar:

α: é o coeficiente de dilatação térmica linear, cuja unidade é o °C-1, que depende da natureza do material que constitui o corpo;Lo: é o comprimento inicial do corpo;ΔL e ΔT: são, respectivamente, a variação do comprimento e de temperatura do corpo.

AULA

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O comprimento final é dado por:

AULA

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Dilatação SuperficialEsta forma de dilatação consiste em um caso onde há dilatação linear em duas dimensões.

Onde:

A área final é dada por: A1 ∆A

AULA

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Dilatação VolumétricaAssim como na dilatação superficial, este é um caso da dilatação linear que acontece em três dimensões, portanto tem dedução análoga à anterior, ou seja, há variação de comprimento, largura e altura.Podemos estabelecer que o coeficiente de dilatação volumétrica ou cúbica é dado por:

θ0

θ

V

V0

θ0

θ

V

V0

AULA

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Dilatação VolumétricaAssim:Assim como para a dilatação superficial, esta equação pode ser utilizada para qualquer sólido, determinando seu volume conforme sua geometria.Sendo β=2α e γ=3α, podemos estabelecer as seguintes relações:

AULA

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Aplicação

AULA

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Exemplo:Uma barra de 10 metros de alumínio a uma temperatura inicial de 20 ºC fica exposta ao sol, sendo sua temperatura elevada para 40 ºC. Sabendo que o coeficiente de dilatação do alumínio é αAl = 22.10-6 ºC-1, calcule a dilatação sofrida pela barra e o comprimento final da barra.

A dilatação linear é dada pela equação:

AULA

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Dados do problema:

Substituindo os dados na equação, temos que:

ΔL = 10 . 22 . 10-6 . 20ΔL = 44 . 10-4 m = 4,4 . 10-3 m

AULA

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O comprimento final é a soma do comprimento inicial mais a dilatação:Lf = L0 + ΔLLf = 10 + 0,0044Lf = 10,00044 m

AULA

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1. Associe a segunda coluna de acordo com a primeira, conforme a imagem:1-

2-

( ) Ocorre no comprimento do corpo, ou seja, ocorre em uma dimensão.

( ) Ocorre na superfície do corpo, ou seja, ocorre em duas dimensões.

Dilatação volumétrica.

Dilatação superficial.

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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3- ( ) Ocorre no volume do corpo, ou seja, ocorre em três dimensões. Dilatação linear.

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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2. Uma barra de ferro homogênea é aquecida de 10 ºC até 60 ºC. Sabendo-se que a barra a 10 ºC tem um comprimento igual a 5m e que o coeficiente da dilatação linear do ferro é igual 1,2 x 10-6 ºC-1, podemos afirmar que a variação de dilatação ocorrida e o comprimento final da barra foram é:

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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Introdução à termologia

RESUMO DO DIA

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Dilatação Térmica É a variação que ocorre nas dimensões de um corpo quando submetido a uma variação de temperatura.De uma maneira geral, os corpos, sejam eles sólidos, líquidos ou gasosos, aumentam suas dimensões quando aumentam sua temperatura.

RESUMO DO DIA

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O processo de contração e dilatação dos corpos ocorre em virtude do aumento ou diminuição do grau de agitação das moléculas que constituem os corpos.

Ao aquecer um corpo, por exemplo, ocorrerá um aumento da distância entre suas moléculas em consequência da elevação do grau de agitação delas.

RESUMO DO DIA

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Esse espaçamento maior entre elas manifesta-se por meio da escansão das dimensões do corpo, as quais podem ocorrer de três formas: linear, superficial e volumétrica. O contrário ocorre quando os corpos são resfriados. Ao acontecer isso, as distâncias entre as moléculas são diminuídas e, em consequência, há diminuição das dimensões do corpo.

RESUMO DO DIA

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Dilatação Linear: é a dilatação que se caracteriza pela variação do comprimento do corpo. Essa variação pode ser calculada a partir da seguinte equação matemática: ΔL = α.L0.Δθ

RESUMO DO DIA

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Dilatação Superficial: é a dilatação que se caracteriza pela variação da área superficial do corpo. Essa variação na superfície do corpo pode ser calculada por meio da seguinte expressão: ΔS = β.S0.Δθ

RESUMO DO DIA

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β: é o coeficiente de dilatação térmica superficial, cuja unidade é a mesma do coeficiente de dilatação térmica linear e também depende da natureza do material que constitui o corpo; β: 2α;

RESUMO DO DIA

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Dilatação Volumétrica: é a dilatação que se caracteriza pela variação do volume do corpo. Essa variação pode ser calculada com a expressão:

ΔV = γ.V0.Δθ, γ: 3α;

RESUMO DO DIA

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Termologia no cotidiano

DESAFIO DO DIA

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Com base na aula de hoje, explique onde você pode aplicar a termologia no seu cotidiano.

DESAFIO DO DIA

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Dilatação

DESAFIO DO DIA

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Em dias frios é possível perceber que os cabos de transmissão de energia elétrica ficam mais esticados que nos dias quentes, conforme o vídeo. Você saberia me dizer como é chamado esse fenômeno que iremos estudar hoje?

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