2. Dilatação de sólidos e líquidos
Quando a temperatura de
uma substância aumenta,
suas moléculas passam
a agitar-se com
velocidades maiores e,
com isso, a manter-se
mais afastadas uma das
outras. O resultado disso
é o que chamamos de
dilatação térmica.
3. Dilatação em sólidos
Dilatação linear
L L0 t
onde L0 é o comprimento
inicial e t a variação de
temperatura.
Coeficiente de dilatação linear
L
L0 t
Qual a unidade do coeficiente de dilatação linear?
4. Dilatação em sólidos
Dilatação superficial
A
A0
t0
t1
A A0 t
Coeficiente de dilatação linear
2
5. Dilatação em sólidos
Dilatação volumétrica
V0 aquecimento Vf
V V0 t
Coeficiente de dilatação linear
3
6. Dilatação em líquidos
Os líquidos obedecem às
mesmas leis que estudamos para
os sólidos
Dilatação volumétrica
Dilatação aparente Dilatação real
8. Dilatação irregular da água
A densidade de uma
substância varia com sua
temperatura. O gelo bóia
porque sua densidade é
menor do que a da água
líquida em temperatura
ambiente. Essa é uma
propriedade incomum, porque
a maioria das substâncias
puras é mais densa no estado
sólido do que no líquido.
m
V
9. Dilatação irregular da água
No gelo comum, obtido
sob pressão atmosférica,
as moléculas de água
formam estruturas
hexagonais que deixam
vãos entre elas. A
ausência de moléculas
nesses espaços causa
uma diminuição da
densidade do sólido em
relação ao líquido.
10. Dilatação irregular da água
Com o derretimento do
gelo acima de 0 °C, o
número de arranjos
hexagonais diminui, e sua
fragmentação faz com que
a densidade da água
aumente, atingindo seu
valor máximo a 4 oC.
13. Exercício
1) Um frasco de vidro, cujo volume é exatamente 1000 cm3 a 0oC, está
completamente cheio de mercúrio (Hg=0,18x10-3 oC-1) a esta temperatura.
Quando o conjunto é aquecido até 100oC, entornam 15,0 cm3 de
mercúrio.
a) Qual foi a dilatação real do mercúrio?
b) Qual foi a dilatação do frasco?
c) Qual o valor do coeficiente de dilatação linear do vidro de que é feito o
frasco?
2)Uma chapa de cobre (Cu=17x10-6 oC-1), de forma retangular, tem 50 cm
de comprimento e 30 de largura à temperatura de 20oC. Supondo que a
chapa foi aquecida até 120oC.
a) A dilatação no comprimento da chapa.
b) A dilatação da largura da chapa
c) Qual é o valor do coeficiente de dilatação superficial, ?
d) Calcule o aumento na área da chapa usando o valor de obtido no
item anterior.
14. Capacidade Térmica
Quem aumenta primeiro a temperatura em 1°C:
1 litro de água ou 2 litros de água? E qual esfria primeiro ?
Para elevar em 1°C a temperatura de 2 litros de água é
necessária uma quantidade de calor maior que para elevar
em 1°C a temperatura de 1litro do mesmo material.
Corpos diferentes necessitam de diferentes quantidade de calor
para elevar a sua temperatura em 1°C.
Portanto, 1litro de água aquece primeiro e esfria primeiro também.
Q → variação da quantidade de calor.
C
→ variação de temperatura.
15. Calor específico
As diferentes sensações térmicas que temos de corpos em um
mesmo ambiente, recebendo a mesma quantidade de calor,
num mesmo intervalo de tempo, são explicadas pela natureza
de cada material.
Isso significa que, para que para elevar em 1°C a temperatura
de 1g, cada material necessita de uma quantidade diferente de
calor, definida como calor específico do material.
O calor específico do material é a capacidade térmica por
unidade de massa:
C → Capacidade térmica.
c
m → Massa do corpo.
16. Calor específico
O calor específico de qualquer substância é
cH2O 1cal/g C
definido como a quantidade de calor
necessária para alterar a temperatura de uma
unidade de massa da substância em 1 grau
Celsius.
Temperatura aumenta
1 cal
1°C
1g H2O
17. Calor específico
O calor específico de qualquer substância é
cH2O 1cal/g C
definido como a quantidade de calor
necessária para alterar a temperatura de uma
unidade de massa da substância em 1 grau
Celsius.
Temperatura reduz 1°C 1 cal
1g H2O
21. Influência do Calor Específico
da água no clima
Tanto a Europa quanto o Canadá recebem a mesma quantidade
de luz solar por quilômetro quadrado. No entanto a corrente
Oceânica Atlântica, conhecida como Corrente do Golfo, leva água
quente do mar do Caribe em direção ao nordeste, retendo boa
parte de sua energia interna até alcançar o norte do oceano
Atlântico, na costa da Europa.
