FÍSICA fenômenos da Dilatação

Professora : Adrianne Mendonça

1. INTRODUÇÃO

Elevando-se a temperatura de um corpo, geralmente, suasdimensões aumentam devido ao aumento da distância média

entre as partículas que o constituem. Este fenômeno é chamadode dilatação térmica.

DILATAÇÃO

OBS: DIMINUINDO-SE A TEMPERATURA OCORRE A CONTRAÇÃO TÉRMICA.

Os fios elétricos entre os postes

nas ruas e entre as torres das

linhas de alta tensão, ao serem

instalados, não são esticados.

Esse procedimento visa a evitar

que, no inverno, com a queda de

temperatura, a contração térmica

possa esticar esses fios a ponto

de se romperem.

DILATAÇÃO LINEAR(Δℓ): É O ACRÉSCIMO DE COMPRIMENTO QUANDO ELEVA-SE A TEMPERATURA DE UM CORPO.

ΔT→ variação de temperatura. : ℓo → comprimento inicial.α(alfa) → coeficiente de dilatação linear (depende da temperatura e do material que constitui o corpo ).

JUNTA DE DILATAÇÃO → É O ESPAÇO DEIXADOENTRE OS SEGMENTOS DE UMA CONSTRUÇÃO PARA PERMITIR A LIVREDILATAÇÃO DO MATERIAL, DEVIDO AO AUMENTO DE TEMPERATURA.

As ferrovias, pontes, viadutos e

grandes construções são feitos em segmentos, com um espaço entre eles (junta de dilatação) para permitir a livre dilatação do material

quando a temperatura aumentar.

Assim, os trilhos da ferrovia não

entortam e o concreto das

construções não racha.

DILATAÇÃO SUPERFICIAL (ΔA) → É O ACRÉSCIMO DE ÁREAQUANDO ELEVA-SE A TEMPERATURA DE UM CORPO .

OBS: ELEVANDO-SE A TEMPERATURA DE UMA CHAPA COM ORIFÍCIO, OORIFÍCIO SE DILATA JUNTAMENTE COM A CHAPA, POIS ELE SE COMPORTACOMO SE FOSSE CONSTITUÍDO DO MESMO MATERIAL DA CHAPA.

DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA OU CÚBICA(ΔV): É OACRÉSCIMO DE VOLUME QUANDO ELEVA–SE A TEMPERATURA DE UMCORPO.

LAMINAS BIMETÁLICAS

Utilizadas em ferroelétricos

DILATAÇÃO ANÔMALA

EXERCÍCIO • O gráfico abaixo representa a variação do comprimento de uma barra homogênea com a

temperatura. Determine o coeficiente de dilatação linear de que a barra é constituída.

SOLUÇÃO

EXERCÍCIO • A extensão de trilhos de ferro sofre dilatação linear, calcule o aumento de comprimento que

1000 m dessa ferrovia sofre ao passar de 0 °C para 20 °C, sabendo que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 12.10-6 °C-1.

SOLUÇÃO

• Obs: Aumento de comprimento sempre indica variação, ou seja, ∆L.

• ∆L = Lo α ∆T (o primeiro passo é substituir os valores dados na equação)∆L = 1000. 12.10-6 .20∆L = 20 000. 12.10-6 (nesse momento foi multiplicado os termos inteiros para depois trabalharmos com o expoente de base 10).∆L = 24.10-2 (transformação de notação científica para forma decimal).∆L = 0,24 m

EXERCÍCIO • (VUNESP-SP) A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno importante em diversas

aplicações de engenharia, como construções de pontes, prédios e estradas de ferro. Considere o caso dos trilhos de trem serem de aço, cujo coeficiente de dilatação é α = 11 . 10-6 °C-1. Se a 10°C o comprimento de um trilho é de 30m, de quanto aumentaria o seu comprimento se a temperatura aumentasse para 40°C?

a) 11 . 10-4 m b) 33 . 10-4 m c) 99 . 10-4 m d) 132 . 10-4 m e) 165 . 10-4 m

SOLUÇÃO

• O cálculo da dilatação linear ΔL, do trilho é:

ΔL = L0 . α . Δθ

ΔL = 30 . (11 . 10-6) . (40 – 10) = 99 . 10-4 m

RESPOSTA: C

EXERCÍCIO • (Fatec) Um bloco maciço de zinco tem forma de cubo, com aresta de 20cm a 50°C. O

coeficiente de dilatação linear médio do zinco é 25.10-6°C-1.

• O valor, em cm², que mais se aproxima do volume desse cubo a uma temperatura de -50°C é:

SOLUÇÃO• Este é um exercício típico de dilatação volumétrica onde se da o coeficiente de dilatação linear

(CUIDADO).

• Sabemos que o coeficiente de dilatação volumétrica é 3 vezes o de dilatação linear , então

• ΔV = V0 x γ x Δt

• Que é mesma coisa que

• ΔV = V0 x 3α x Δt

• V – V0= V0 x 3α x Δt

• Como o volume do cubo é a aresta ao cubo temos!

• V – 20³ = 20³ x 3(25.10-6) (-50-50)

• V – 20³ = -60

• V = -60 + 8000

• V = 7940cm³

EXERCÍCIO DESAFIO • (UFRS-RS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir,

na ordem em que aparecem.

• A figura que segue representa um anel de alumínio homogêneo, de raio interno Ra e raio externo Rb, que se encontra à temperatura ambiente.

• Se o anel for aquecido até a temperatura de 200 °C, o raio Ra .......... e o raio Rb .......... .

• a) aumentará - aumentará

• b) aumentará - permanecerá constante

• c) permanecerá constante - aumentará

• d) diminuirá - aumentará

• e) diminuirá - permanecerá constante

Obrigada !!!