TERMOLOGIA - Dilatação
Prof.: Vanessa Cardoso Ribeiro Leocádio
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Dilatação
Volumétrica
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É possível que o tempo se dilate com a variação da temperatura?
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Em alguns corpos, é mais fácil perceber que a dilatação e
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•A dilatação térmica de materiais é um fenômeno que auxilia na
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Dilatação dos Líquidos
Leitura inicial 50 ml
O que acontece se aumentarmos
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Iremos pegar um recipiente a uma
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1. Os Líquidos dilatam mais que os sólidos.
2. Os sólidos dilatam mais que os Líquidos
3. Os sólidos dilatam igual os Líqu...
Aumenta o volume, diminui a densidade
Influência de temperatura na densidade do corpo
Normalmente começa a congelar de bai...
Em países onde os invernos são rigorosos, muitas pessoas deixam suas torneiras gotejando para
não permitir que a água cont...
Então, a 4o
C, tem-se o menor volume para a água e, consequentemente, a maior densidade da
água no estado líquido.
Em geral, as substâncias se dilatam ao serem
aquecidas. A água, porém, apresenta
comportamento inverso no intervalo de
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Curiosidades
A Torre Eiffel é um monumento muito popular em Paris, França. Construída no século XIX pelo arquiteto
Alexandre Gustave Ei...
Outras curiosidades sobre a Torre Eiffel:
•A sua estrutura foi construída com o auxílio da
matemática para resistir ao ven...
Na natureza os fluidos, assim como os sólidos, se retraem ou se dilatam dependendo do aumento ou
diminuição da temperatura...
Basicamente, temos três tipos de juntas de concreto.
1) Juntas de retração ou de controle: São feitas com o objetivo de cr...
Obelisco
• http://www2.uol.com.br/sciam/r
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Houve "um desnível no piso, na região da junta de dilatação"
da ponte. Constatou-se que o desnível chegou a uma dilatação
...
Aquecimento dos oceanos
Os modelos informáticos prevêem que o nível do mar continuará a subir ao longo
deste século. As in...
Depois de toda esta aula, responda.
Vamos obter gelo mais rápido se colar
água gelada ou natural nas forminhas de
gelo?
O comprimento dilata pode acreditar
Basta você aquecer que vai dilatar
do vidro de maionese ao volume do mar.....
vai dila...
Prof. Vanessa
Aprofundar mais em gráficos não rotineiros assista –
-Dilatação Anômala Da Água - Física Marginal - prof. Id...
Dilataçao
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  • Professor: as lâminas bimetálicas são constituídas por duas lâminas de materiais de coeficientes de dilatação lineares diferentes. São usadas em termostatos, pois interrompem a corrente elétrica quando se deformam devido à dilatação desigual.
  • Professor: sim. Nos antigos relógios de pêndulo calibrados sob determinado intervalo de temperatura, a contagem do tempo poderia se “dilatar” ou se “contrair” em função do aumento ou da diminuição da temperatura, respectivamente. Nesse tipo de relógio, a marcação do tempo depende do período de oscilação de um pêndulo. Caso ocorra aumento de temperatura fora do intervalo para o qual o relógio foi calibrado, o aumento do comprimento do pêndulo tornará seu período de oscilação mais longo. Em decorrência, a marcação do tempo se tornará mais lenta. Em relógios de pêndulo mais modernos, utilizam-se materiais cujas dimensões praticamente não variam com a temperatura, pois seus coeficientes de dilatação térmica são muito baixos. Desse modo, as possibilidades de “contração” ou “dilatação” da contagem do tempo são minimizadas.
  • Professor: os trilhos de trem devem ter vãos para permitir que o metal se dilate quando o dia está muito quente ou quando as rodas do trem geram aquecimento por atrito. Sem esses espaços, os trilhos consecutivos se comprimiriam mutuamente, deformando-se ou até mesmo soltando-se dos dormentes. Devido à exposição ao sol, os fios de telefone ou da rede elétrica se expandem e formam curvas mais pronunciadas do que em períodos mais frios. O comprimento do fio será tanto maior quanto mais sua temperatura aumentar.
  • Professor: as juntas de dilatação evitam que estruturas como pontes e viadutos apresentem rupturas ou deformações perigosas ao se dilatar ou se contrair. Juntas estreitas costumam ser preenchidas com materiais flexíveis; as de maior largura são recobertas com placas ou grelhas metálicas. Geralmente percebemos esses espaçamentos pelo ruído e pelo pequeno solavanco produzidos no veículo que passa sobre eles.
  • Professor: como o metal se expande mais que o vidro, é correto dizer que, se jogarmos água quente sobre a tampa e o bocal de um recipiente de vidro fechado, conseguiremos abri-lo mais facilmente.
  • Professor: na fabricação de rodas de liga leve (por exemplo, de alumínio), a dilatação térmica tem a função de produzir um encaixe perfeito entre o aro e o centro da roda.
  • Dilataçao

    1. 1. TERMOLOGIA - Dilatação Prof.: Vanessa Cardoso Ribeiro Leocádio
    2. 2. CALOR VARIAÇÃO DE TEMPERATURA DILATAÇÃO E CONTRAÇÃO TÉRMICAS SUPERFICIAL VOLUMÉTRICA LINEAR SÓLIDOSLIQUIDOS VOLUMÉTRICA Energia térmica em trânsito. Medida da agitação molecular. Os corpos ao sofrerem variação na sua temperatura, tem suas dimensões alteradas devido a variação na agitação das moléculas. Estuda a dilatação em apenas uma dimensão (comprimento). Estuda a dilatação em duas dimensões (comprimento e largura). Estuda a dilatação em três dimensões (comprimento, largura e espessura). Dilatação
    3. 3. a água e o vidro se dilatam quando aquecidos, assim como o ar ao redor da panela e da chama. 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. Com a variação na temperatura de um sólido, as partículas que o constituem vibram, menos ou mais, em torno de sua posição de equilíbrio. modelo mecânico de um sólido cristalino. As esferas são as partículas componentes do sólido, e as molas representam as forças de ligação existentes entre elas. As esferas estão em constante vibração em torno de suas posições originais (de equilíbrio), afastando-se apenas até certo ponto, em razão das intensas forças que as mantêm unidas.
    4. 4. Dilatação Linear θα ∆=∆ ..oLL oLLL −=∆ ( )θα θα ∆⋅++= ∆⋅⋅+= ∆+= 10 00 0 LL LLL LLL ΔL = variação do comprimento L= comprimento final (m) L0 = comprimento inicial (m) α = coeficiente de dilatação linear (°C-1 ) Δθ = Δt = variação de temperatura (°C)
    5. 5. Dilatação Superficial TAA o ∆=∆ ..β oAAA −=∆ ( )θβ θβ ∆⋅++= ∆⋅⋅+= ∆+= 10 00 0 SS SSS SSS ΔS = ΔA= variação da área S = A = área final (m²) S0 = A0= área inicial (m²) β = coeficiente de dilatação superficial (°C-1 ) Δθ = Δt = variação de temperatura
    6. 6. Ao aquecer uma chapa furada, observamos que o furo também se dilata. E a magnitude da dilatação indica que o furo se comporta como se fosse feito do mesmo material que o rodeia.
    7. 7. Dilatação Volumétrica TVV o ∆=∆ ..γ oVVV −=∆ ( )θγ θγ ∆⋅++= ∆⋅⋅+= ∆+= 10 00 0 VV VVV VVV ΔV = variação de volume V = volume final (m³) V0= volume inicial (m³) = coeficiente de dilataçãoϒ volumétrica (°C-1 ) Δθ = Δt = variação de temperatura
    8. 8. . . . Geladeiras, aparelhos de ar-condicionado, ferros de passar roupa, disjuntores, etc. Todos possuem uma lâmina bimetálica que liga ou desliga um circuito, ao atingir-se uma temperatura dada Para entender, imagine duas lâminas metálicas fortemente unidas. Se os coeficientes de dilatação forem diferentes, ao esquentarem, uma ficará mais longa que a outra. Como estão unidas, entortam-se, formando uma lâmina curva. A parte "de fora" terá o perímetro maior que a de "dentro". Se você fixar uma das pontas das lâminas, pode aproveitar o movimento da outra ponta para acionar um interruptor, por exemplo. Também há válvulas térmicas que atuam assim. Os carros tem uma "válvula termostática" no circuito do radiador. Enquanto o motor não esquentar, esta válvula impede a passagem da água, que serve para resfria-lo. A "ventoinha" (ventilador que resfria o radiador) é ligada por um interruptor que está em contato com a água do radiador (chamado pelos mecânicos de "cebolão") - funciona como descrito acima (as lâminas, neste caso, formam uma "chapinha" que se deforma e liga um botão como o da campainha das casas). termostato é um dispositivo destinado a manter constante a temperatura de um determinado sistema, através de regulação automática.
    9. 9. É possível que o tempo se dilate com a variação da temperatura? sim. Nos antigos relógios de pêndulo calibrados sob determinado intervalo de temperatura, a contagem do tempo poderia se “dilatar” ou se “contrair” em função do aumento ou da diminuição da temperatura, respectivamente. Nesse tipo de relógio, a marcação do tempo depende do período de oscilação de um pêndulo. Caso ocorra aumento de temperatura fora do intervalo para o qual o relógio foi calibrado, o aumento do comprimento do pêndulo tornará seu período de oscilação mais longo. Em decorrência, a marcação do tempo se tornará mais lenta. Em relógios de pêndulo mais modernos, utilizam-se materiais cujas dimensões praticamente não variam com a temperatura, pois seus coeficientes de dilatação térmica são muito baixos. Desse modo, as possibilidades de “contração” ou “dilatação” da contagem do tempo são minimizadas. Qual o motivo dos fios fazerem a volta?
    10. 10. os trilhos de trem devem ter vãos para permitir que o metal se dilate quando o dia está muito quente ou quando as rodas do trem geram aquecimento por atrito. Sem esses espaços, os trilhos consecutivos se comprimiriam mutuamente, deformando-se ou até mesmo soltando-se dos dormentes. Devido à exposição ao sol, os fios de telefone ou da rede elétrica se expandem e formam curvas mais pronunciadas do que em períodos mais frios. O comprimento do fio será tanto maior quanto mais sua temperatura aumentar.
    11. 11. O espelho de um telescópio como o Keck, no Havaí, apresenta espaços entre os espelhos que o compõem, para prevenir os efeitos da dilatação térmica. o pequeno espaço deixado entre as peças de revestimento cerâmico permite que elas se dilatem sem se comprimir mutuamente. Pela mesma razão, em grandes construções de concreto, como pontes, viadutos, edifícios e pisos de estacionamento, também são deixadas frestas (chamadas juntas de dilatação) entre os blocos de concreto
    12. 12. Em alguns corpos, é mais fácil perceber que a dilatação e a contração dos sólidos é volumétrica. espaçamento entre blocos com o objetivo de evitar rachaduras por excesso de peso e por variação de temperatura
    13. 13. Abrir esmalte como o metal se expande mais que o vidro, é correto dizer que, se jogarmos água quente sobre a tampa e o bocal de um recipiente de vidro fechado, conseguiremos abri-lo mais facilmente.
    14. 14. •A dilatação térmica de materiais é um fenômeno que auxilia na construção de peças e componentes industriais. BRADREMY/SHUTTERSTOCK •Por que não convém construir uma casa grudada à do vizinho? os materiais utilizados nas edificações de casas e apartamentos estão sujeitos a variações de temperatura e, consequentemente, dilatam-se ou se contraem em resposta a elas. Assim, se uma casa for construída sem nenhum distanciamento da edificação vizinha, ao se dilatar, ela não disporá de espaço para acomodar essa variação de volume. As forças de compressão assim produzidas poderão ocasionar rachaduras e até ruptura em paredes, lajes e nos pilares. Da mesma forma, na construção de pontes e na colocação de azulejos e pisos de madeira, devem ser previstas folgas entre as edificações para evitar danos decorrentes de dilatações e contrações térmicas.
    15. 15. Dilatação dos Líquidos Leitura inicial 50 ml O que acontece se aumentarmos a temperatura do recipiente???? Leitura final 70 ml Qual foi a variação de volume sofrida pelo líquido????? ΔV = V – V0 = 70 - 50 = 20 ml Certo???? ERRADO!!!! Por quê????? Porque o recipiente também sofre variação no seu volume. Os líquidos sempre estão contidos em recipientes sólidos. Portanto quando são aquecidos ambos se dilatam. TVV o ∆=∆ ..γ
    16. 16. Iremos pegar um recipiente a uma temperatura inicial qualquer e elevar sua temperatura ... Percebemos uma variação nas dimensões do recipiente bem como no volume do líquido . Essa variação é a chamada Dilatação Aparente .
    17. 17. 1. Os Líquidos dilatam mais que os sólidos. 2. Os sólidos dilatam mais que os Líquidos 3. Os sólidos dilatam igual os Líquidos
    18. 18. Aumenta o volume, diminui a densidade Influência de temperatura na densidade do corpo Normalmente começa a congelar de baixo para cima, pois é mais denso, mas porque a água começa congelar por cima?
    19. 19. Em países onde os invernos são rigorosos, muitas pessoas deixam suas torneiras gotejando para não permitir que a água contida no encanamento se congele, devido ao pequeno fluxo, e os canos arrebentem. ao se elevar a temperatura de uma substância, verifica-se uma dilatação térmica. O comportamento irregular da água, ao ter sua temperatura variada, é explicado pela existência de um tipo especial de ligação entre suas moléculas: ligações de hidrogênio. Essa ligação é de natureza elétrica e ocorre entre átomos de hidrogênio ligados aos elementos do grupo FON (flúor, oxigênio e nitrogênio). As ligações de hidrogênio estabelecem-se pelo fato de as moléculas de água serem polares, isto é, elas apresentam uma certa polaridade elétrica. Então, quando a temperatura de certa quantidade de água aumenta a partir de 0 °C, ocorre dois efeitos que se opõem quanto à sua manifestação macroscópica: # a maior agitação térmica molecular produz um aumento na distância média entre as moléculas, o que se traduz por um aumento de volume (dilatação); # as ligações de hidrogênio se rompem e, devido a esse rompimento, na nova situação de equilíbrio as moléculas se aproximam uma das outras, o que se traduz por uma diminuição de volume (contração). Ambos os efeitos estão sempre ocorrendo. A predominância de um ou outro efeito é que vai acarretar a dilatação ou contração da água. Daí podermos concluir que, de 0 °C a 4 °C, predomina o segundo efeito (rompimento das pontes de hidrogênio), acarretando contração da água. No aquecimento acima de 4 °C, o efeito predominante passa a ser o primeiro (aumento da distância) e, por isso, ocorre dilatação. DILATAÇÃO ANOMALA DA ÁGUADILATAÇÃO ANOMALA DA ÁGUA
    20. 20. Então, a 4o C, tem-se o menor volume para a água e, consequentemente, a maior densidade da água no estado líquido.
    21. 21. Em geral, as substâncias se dilatam ao serem aquecidas. A água, porém, apresenta comportamento inverso no intervalo de temperatura entre 0 ºC e 4 ºC, à pressão normal. Um copo com agua e gelo, quando derreter o gelo vai aumentar o volume de agua no copo? Por que fala que aumenta o volume do mar ao derreter geleiras?
    22. 22. Curiosidades
    23. 23. A Torre Eiffel é um monumento muito popular em Paris, França. Construída no século XIX pelo arquiteto Alexandre Gustave Eiffel, foi inaugurada em 31 de março de 1889 e está localizada no Campo de Marte. No total, a obra custou 7,8 milhões de francos franceses (aproximadamente 1,2 milhões de euros). Levou apenas dois anos para ser construída e possui 324 metros de altura com 300 andares. O curioso é a altura. Segundo leis da física, a altura da torre pode variar no verão. A temperatura elevada faz com que a torre fique entre catorze e quinze centímetros mais alta, algo que é chamado pelos estudiosos de dilatação térmica, e ocorre com qualquer metal que se aquece. E para aqueles que não entenderam, o cálculo acima mostra que o calor de 35ºC que faz o verão de Paris faz com que a torre fique aproximadamente 14,26 cm mais alta.
    24. 24. Outras curiosidades sobre a Torre Eiffel: •A sua estrutura foi construída com o auxílio da matemática para resistir ao vento; •Inicialmente a Torre Eiffel foi pensada para ser construída em Barcelona, mas as autoridades locais refutaram a hipótese; •No dia da inauguração Alexandre Gustave Eiffel subiu ao cimo da torre para hastear a bandeira francesa; • Pesa cerca de 9000 toneladas; • São gastos 50 toneladas de tinta a cada 5 anos para evitar a corrosão; • Até 1930 foi considerado o monumento mais alto do mundo, após a construção do Chrysler Building, em Nova Iorque, perdeu esse título; • Tem uma visita média 7 milhões de visitantes por ano; • A torre tinha sido inicialmente pensada para durar apenas 20 anos, ou seja, após este período seria destruída. A insistência de Eiffel fez com que a estrutura fosse mantida até aos dias de hoje. Para além de ter mostrado de que forma a torre poderia potenciar a meteorologia, a observação astronômica ou a física, a sua sobrevivência também esteve relacionada com a antena que tinha no topo, e que era utilizada para as comunicações da cidade.
    25. 25. Na natureza os fluidos, assim como os sólidos, se retraem ou se dilatam dependendo do aumento ou diminuição da temperatura ambiente. Quando um fluido sofre dilatação o seu volume aumenta, mas a sua massa mantém-se constante. Tomando-se como exemplo a gasolina , fluido que possui alto coeficiente de dilatação, deve-se considerar as mudanças que ela sofre no seu estado físico, quando submetida ao calor intenso, pois com o aumento paulatino da temperatura suas moléculas se separam, passando parte do seu volume, do estado líquido para o estado gasoso, enquanto sua massa permanece invariável. Levando-se em consideração que a gasolina é um fluido muito volátil, a proporção que uma bomba de um posto de combustível despeja o volume ( parte líquida + parte gasosa) no tanque do veículo, a parte gasosa se perde na natureza, principalmente no período entre 11 horas e 15 horas. Como, ao abastecer um veículo, paga-se pelo volume e não pela massa de combustível, é mais vantajoso abastecê-lo no início da manhã, onde o combustível está mais frio e, quase que totalmente, no estado líquido (com maior densidade), já que passou a noite toda perdendo calor. É importante também salientar que o tanque de um veículo não deve ser enchido completamente. Lembre-se que o volume do combustível depende da temperatura ambiente, ou seja, se o tanque for totalmente cheio, corre-se o risco do combustível transbordar ao ser submetido a temperaturas altas. Faz diferença a hora que abastece
    26. 26. Basicamente, temos três tipos de juntas de concreto. 1) Juntas de retração ou de controle: São feitas com o objetivo de criar pontos fracos no concreto e, assim, se o concreto tiver de trincar, irá trincar ali no local planejado. Essas juntas geralmente são feitas com o uso de serras quando o concreto já está um pouco duro (cerca de 10h depois de lançado). 2)      Juntas de expansão: São feitas para separar a laje (ou piso) de outras partes da estrutura, como por exemplo, pilares, vigas baldrames. Nesses tipos de juntas podem ser usados borrachas, plásticos, materiais betuminosos e etc. Em pilares, é muito utilizado um tipo especial de junta de expansão que é a tipo diamante. 3) Juntas de construção: São feitas para delimitar as faixas de concretagem, nos sentido longitudinal e transversal, normalmente de acordo com o layout de faixas pré- estabelecido. Se por qualquer motivo a concretagem de uma faixa é interrompida, pode ser criada uma junta de construção.
    27. 27. Obelisco
    28. 28. • http://www2.uol.com.br/sciam/r eportagens/gelo_inquieto.html A forma e disposição do cristal de gelo depende das condições de temperatura e pressão no momento da sua formação
    29. 29. Houve "um desnível no piso, na região da junta de dilatação" da ponte. Constatou-se que o desnível chegou a uma dilatação de 3 a 4 cm na ponte JK. Segundo o departamen-to de Engenharia Civil e Ambiental da Universi-dade de Brasília é um desnível pequeno, mas que o ideal é de que se aproxime de zero. Ponte JK em Brasília
    30. 30. Aquecimento dos oceanos Os modelos informáticos prevêem que o nível do mar continuará a subir ao longo deste século. As incertezas são enormes, porque os cientistas não dispõem de dados suficientes, de longo termo e repartidos em todo o planeta, para testar convenientemente estes modelos. No entanto, as melhores previsões estimam uma subida do nível do mar de 11 a 77 centímetros no final do século 21. Quando o nível do mar subir 1 centímetro, 1 metro de terras costeiras desapareceram no oceano. Ilha de Vanuatu Oceania Ilha de Tuvalu Oceania
    31. 31. Depois de toda esta aula, responda. Vamos obter gelo mais rápido se colar água gelada ou natural nas forminhas de gelo?
    32. 32. O comprimento dilata pode acreditar Basta você aquecer que vai dilatar do vidro de maionese ao volume do mar..... vai dilatar, vai dilatar, vai dilatar O ΔL é igual a um produto legal: do L0 e α, Δθ em grau Se você quer ver crescer basta esquentar, porque... vai dilatar, vai dilatar, vai dilatar A superfície dilata pode acreditar Basta você aquecer que vai dilatar do vidro de maionese ao volume do mar..... vai dilatar, vai dilatar, vai dilatar O ΔS é igual a um produto legal: do S0 e β, Δθ em grau Se você quer ver crescer basta esquentar, porque... vai dilatar, vai dilatar, vai dilatar VAI DILATAR - musica θα ∆⋅⋅=∆ 0LL θβ ∆⋅⋅=∆ 0SS θγ ∆⋅⋅=∆ 0VV O volume dilata pode acreditar Basta você aquecer que vai dilatar do vidro de maionese ao volume do mar..... vai dilatar, vai dilatar, vai dilatar O ΔV é igual a um produto legal: do V0 e γ, Δθ em grau Se você quer ver crescer basta esquentar, porque... vai dilatar, vai dilatar, vai dilatar
    33. 33. Prof. Vanessa Aprofundar mais em gráficos não rotineiros assista – -Dilatação Anômala Da Água - Física Marginal - prof. Idelfranio

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