Dilatao Trmica

De um modo geral, quando aumentamos a temperatura de um corpo (slido e liquido), aumentamos agitao das partculas que formam esse corpo. Isso causa um afastamento entre as partculas, resultando em um aumento nas dimenses do corpo. Trs tipos de dilatao trmica dos slidos: Linear (comprimento) Superficial (rea) Volumtrica (volume)

Instituto de Educao Estadual do Par. IEEPFsica. Segundo Ano Manh. 2007. Orival Medeiros. Deyvison.

01. Uma barra de lato possui um comprimento de 90 m a 10C. Determine

a dilatao linear e o comprimento final da barra quando aquecida a 60C, sabendo que o coeficiente linear da barra 18 x 10-6 C-1

02. Uma barra de cobre com um coeficiente angular de 17 x 10-6OC-1 de

Dilatao linear

A dilatao linear considerada apenas em uma dimenso. a dilatao de uma barra metlica, por exemplo. A dilatao diretamente proporcional ao comprimento inicial da barra, a variao de temperatura, mas tambm depende da natureza do material que feita a barra metlica.

200 cm de comprimento a 0C e aquecida a 100 C. Determine a dilatao linear e o comprimento final da barra.

03. Uma barra de metal tem 20 m de comprimento a 40C e vai para20,022m quando aquecida a uma temperatura de 140 C. Determine o coeficiente de dilatao linear do metal.

Lo to t L DL = LoaDt 05. O comprimento de uma barra de 30 cm a 0C. (o coeficiente de DL = L - Lo Dt = t - to L = Lo(1 + aDt)Lo: comprimento inicial L: comprimento final DL: variao do comprimento to: temperatura inicial t: temperatura final Dt: variao de temperatura a: coeficiente de dilatao linear dilatao linear do material 25 x 10-6 C-1.) a) Qual ser o aumento de comprimento ocorrido quando a temperatura se eleva para 100 C? b) Qual o comprimento final da barra?

DL 04. Uma barra de ferro tem 10 m de comprimento a 20 C e aquecidaa uma temperatura de 120C. Sabendo que seu coeficiente de dilatao linear vale 12 x 10-6 oC-1. Determine o comprimento final das barra.

06. Uma escala metlica a 20 C indica 449,93 mm. Na temperaturade 30 C indicou 450,00 mm. Qual o coeficiente de dilatao linear do material de que feita a escala graduada?

07. Uma barra de ouro tem a 0 C o comprimento de 100 cm. Determine

o comprimento da barra quando sua temperatura passa a ser 50 C. O coeficiente de dilatao linear mdio do ouro para o intervalo de temperatura considerado vale 15 x 10-6 C-1.

08. Constri-se uma barra com uma liga metlica de coeficiente de

dilatao linear 1,5 x 10-5 C-1 e de comprimento 200,00 cm a 20 C. Determine: a) a variao de comprimento sofrida pela barra; b) o comprimento da barra a 220 C.

Dilatao Superficial

09. Uma chapa de chumbo tem rea de 900 cm2 a 10 oC. Determine area de sua superfcie a 60 oC. O coeficiente de dilatao linear mdio do chumbo entre 10 oC e 60 oC vale 27 x 10-6 oC-1.

Essa dilatao ocorre em duas direes. As unidades so medidas em termos de superfices.

to Ao

t Ada a uma variao de 100 oC na sua temperatura. Sendo a aresta do quadrado inicial de 10 cm, determine o coeficiente de dilatao linear (a) do material que constitui a chapa.

10. A rea de uma chapa quadrada varia de 0,14 cm2 quando submeti-

11. Um recipiente de cobre (aCu = 17 x 10-6 oC-1) tem 2000 cm3 de DA = AobDt

capacidade volumtrica a 0 oC. Calcule a variao de volume que ocorre quando aquecido a 100 oC.

DA = A - Ao Dt = t - to A = Ao(1 + bDt) b = 2a

12. (PUC-SP) Um slido sofre um acrscimo de 1% de seu volume

ao passar de 10 oC para 100 oC. Calcule o seu coeficiente de dilatao linear.

Ao: rea inicial A: rea final DA: variao da rea to: temperatura inicial t: temperatura final Dt: variao de temperatura b: coeficiente de dilatao superficial

13. (UFMG) O coeficiente de dilatao linear do lato aproximadamente1,6 vezes o coeficiente de dilatao linear do ao. Para encaixar-se um pino de lato em um orifcio numa chapa de ao, cujo dimetro ligeiramente menor do que o dimetro do pino, deve-se: a) aquecer o pino de lato e resfriar a chapa de ao b) aquecer a chapa de ao e resfriar o pino de lato c) aquecer igualmente a chapa e o pino d) manter a temperatura da chapa e aquecer o pino e) resfriar a chapa e manter a temperatura do pino

Dilatao Volumtrica

Tridimensional. Nesse tipo a variao ocorre em todo o volume do corpo.

uma lmina de cobre de coeficiente de dilatao linear a1 = 17 x 10-6 oC-1 e uma lmina de constantana cujo coeficiente de dilatao linear a2 = 25 x 10-6 oC-1. Na temperatura ambiente (25 oC), a lmina est reta e colocada na horizontal, como mostra a figura. Podemos afirmar:

14. (F.M.Pouso Alegre-MG) Uma lmina bimetlica feita soldando-se

to Vo

t

cobre constantana V

DV = VogDt DV = V - Vo Dt = t - to V = Vo(1 + gDt) g = 3a

a) a 60 oC a lmina se curvar para cima b) a 60 oC a lmina se curvar para baixo c) a 60 oC a lmina permanecer reta d) ela se curvar para cima a qualquer temperatura e) ela se curvar para baixo a qualquer temperatura

15. (Unip-SP) Considere uma chapa metlica, de material homogneo,

Vo: volume inicial V: volume final DV: variao do volume to: temperatura inicial t: temperatura final Dt: variao de temperatura g: coeficiente de dilatao volumtrica

com a forma de um quadrado e tendo um orifcio circular. Se a chapa for aquecida de modo uniforme e o seu lado aumentar de 1%, ento a rea do orifcio: a) aumentar 1% b) diminuir de 1% orficio c) aumentar de 2% d) diminuir de 2% e) permanecer a mesma chapa