Este documento apresenta uma aula sobre dilatação térmica dos sólidos, incluindo um vídeo explicativo, resumo do assunto, e exemplos de dilatação linear, superficial e volumétrica. O texto também define e explica os coeficientes de dilatação para cada tipo de dilatação e fornece valores típicos para diferentes materiais. Exercícios resolvidos são apresentados no final.
2. Boas Vindas!!!
Olá!!! Espero que esteja bem. Pode ter certeza que estou com muitas
saudades de nossos encontros semanais.
Leia os itens abaixo com atenção:
Neste material você encontrará um planejamento para que tenhamos
continuidade dos nossos estudos.
Nesta aula você encontrará videoaula, um breve resumo do assunto e
exercícios resolvidos.
Essa aula corresponde às paginas 254 a 256 do seu material didático.
Para dúvidas ou o que eu puder auxiliá-lo, pode utilizar meu contato
pessoal à vontade.
4. Você também poderá encontrar o vídeo no link abaixo:
https://www.youtube.com/watch?v=YI_khGcCPTM
5. Breve resumo
Todos os corpos, quando aquecidos, apresentam dilatação
térmica decorrente do aumento da vibração de suas
partículas.
6. Dilatação térmica dos sólidos
Por conveniência, faremos o estudo da dilatação dos sólidos
da seguinte maneira:
Dilatação LINEAR: aumento em 1D (ex.: barras, fios, etc.);
Dilatação SUPERFICIAL: aumento em 2D (ex.: placas).
Dilatação VOLUMÉTRICA: aumento do volume do corpo
(ex.: esfera, cubro, etc)
7. Dilatação linear
Apenas uma das dimensões (comprimento),
apresenta alteração considerável quando o corpo e
submetido a variações de temperatura.
Lo
L
L
(L = L – Lo)
8. Coeficiente de dilatação linear
É uma constante de proporcionalidade e seu valor
depende da natureza do material.
Notamos que a unidade do coeficiente de dilatação
linear é o inverso da unidade de variação de
temperatura, 1/°C = °C-1, denominada grau
Celsius recíproco.
9. 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
10. A dilatação ocorre em duas dimensões do corpo (o
comprimento e a largura).
Se a temperatura de um sólido varia, consequentemente a área
de sua superfície também varia.
Dilatação superficial
Ao
(A = A – Ao)
A
11. Coeficiente de dilatação superficial
É uma constante de proporcionalidade e seu valor
depende da natureza do material.
= 2
Notamos que a unidade do coeficiente de dilatação
superficial é a mesma do coeficiente de dilatação
linear, o inverso da unidade de variação de
temperatura, 1/°C = °C-1, denominada grau
Celsius recíproco.
12. Dilatação volumétrica ou cúbica
Ocorre quando todas as dimensões (o comprimento,
a largura e a altura) do sólido sofrem dilatações
após o aquecimento.
Vo
V
(V = V – Vo)
13. Coeficiente de dilatação volumétrica ou cúbica
É uma constante de proporcionalidade e seu valor
depende da natureza do material.
= 3
A unidade é a mesma do coeficiente de dilatação
linear e superficial, o inverso da unidade de
variação de temperatura, 1/°C = °C-1, denominada
grau Celsius recíproco.
14. Observações
Tendo em vista que o coeficiente de dilatação
superficial é o dobro do coeficiente de dilatação
linear ( = 2) e que o coeficiente de dilatação
volumétrica é o triplo do coeficiente de dilatação
linear ( = 3), podemos relacionar os três
coeficientes do seguinte modo:
19. FINAL DE AULA
Chegamos ao final dessa aula.
Na aula 2, estudaremos a dilatação dos líquidos.
Ao final da aula 2 deixarei uma lista de exercícios para
que possa treinar os conceitos e propriedades da
dilatação térmica.
Até a próxima aula!!!