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- 2. INTRODUÇÃO
- 3. { Quando aumentamos a temperatura de um corpo (sólido ou líquido), aumentamos a agitação das partículas que formam esse corpo. (afastamento entre as partículas) resultando em aumento nas dimensões do corpo (dilatação térmica).
- 4. Na construção civil, por exemplo, para prevenir possíveis trincas e rupturas utilizam-se as " folgas", chamadas de juntas de dilatação.
- 6. a dilatação de apenas uma das suas dimensões sobre as demais. Ou, ainda, podemos estar interessados em uma única dimensão do sólido. Nesse caso, temos a dilatação Linear ( DL ). Exemplos: trilho da linha férrea, fio de alta tensão, viga de prédio, etc. 20 oC 100 oC
- 9. A dilatação superficial corresponde à variação da área de uma placa quando submetida a uma variação de temperatura. Exemplos: piso de uma calçada, placa metálica, etc. Ocorre também nos objetos circulares (exemplo: anéis). 20 oC 100 oC
- 12. a variação de volume, isto é, a dilatação nas três dimensões do sólido (comprimento, largura e altura). Veja o exemplo do quadro abaixo: Exemplos: caixa de água de um prédio, caixa de sapato, objetos cilíndricos, etc. 20 oC 100 oC 20 oC 100 oC
- 14. coeficiente da dilatação linear. coeficiente da dilatação superficial. coeficiente da dilatação volumétrica. COEFICIENTES 3 = 2 = 3 2 =
- 15. FÓRMULAS
- 16. DILATAÇÃO LINEAR L - Lo = Lo . . Dt DL = Lo . . Dt DL = Lf – Lo Dt = tf – to
- 17. DILATAÇÃO SUPERFICIAL DS = So . . Dt S - So = So . . Dt S - So = So . 2 . Dt
- 18. V - Vo = Vo . 3 . Dt DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA DV = Vo . . Dt V - Vo = Vo . . Dt
- 20. { os líquidos têm somente volume definido. Assim o estudo da dilatação térmica dos líquidos é feita somente em relação á dilatação volumétrica.
- 22. Veja na tabela abaixo, o coeficiente de dilatação de alguns líquidos, medido em oC -1 Água 1,3 . 10-4 Mercúrio 1,8 . 10-4 Glicerina 4,9 . 10-4 Benzeno 10,6 . 10-4 Álcool etílico 11,2 . 10-4 Acetona 14,9 . 10-4 Petróleo 10 . 10-4
- 24. { 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.
- 25. ao se elevar a temperatura de uma substância, verifica-se uma dilatação térmica. Entretanto, a água, ao ser aquecida de 00 C a 40 C, contrai-se, constituindo-se uma exceção ao caso geral. Esse fenômeno pode ser aplicado da seguinte maneira:
- 26. { ligação denominada ponte de hidrogênio. Em consequência disso, entre as moléculas, formam-se grandes vazios, aumentando o volume externo (aspecto macroscópico).
- 27. Quando a água é aquecida de 0oC a 4o C ocorre uma contração. De 4o C a 100o C, a água dilata-se normalmente.
- 28. Os diagramas a seguir ilustram o comportamento do volume e da densidade em função da temperatura.
- 29. Então, a 4o C, tem-se o menor volume para a água e, consequentemente, a maior densidade da água no estado líquido. Observação: A densidade da água no estado sólido ( gelo ) é menor que a densidade da água no estado líquido.
- 30. Uma chapa com um furo ao ser aquecida sofre aumento tanto da sua área quanto do furo dois corpos,um maciço e outro oco de mesmo material e mesmo volume inicial sofre um mesmo acréscimo de temperatura,sofrerão um mesma dilatação. Espaços Vazios
- 31. Vamos ver se você tá ligado!
- 32. Os corpos ao sofrerem variação na sua temperatura, tem suas dimensões alteradas devido a variação na agitação das moléculas. O que acontece com um corpo quando aumentamos a sua temperatura? O que acontece com um corpo quando diminuímos a sua temperatura?
- 33. Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no comprimento de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação linear. Por que os corpos sofreram diferentes variações no seu comprimento?? Existem duas possibilidades: materiais diferentes e a variação de temperatura!!!!
- 34. Portanto, duas barras de mesmo material ao sofrerem a mesma temperatura, apresentam a mesma variação no comprimento?????? NÃO!!!!! Então, qual seria outro fator responsável por isso??? O comprimento inicial!!!!!!!!
- 35. l0 l Δl Δl = l0 α Δθ Δl = l - l0
- 36. Δl = l0 α Δθ l0 = 100 cm θ0 = 0 ºC θ = 50 ºC α = 15.10-6 ºC-1 Δl =100.15.10-6.50 Δl = 0,075 cm l = l0 + Δl l = 100 + 0,075 l = 100,075 cm
- 37. ΔlA = l0A αA ΔθA 4 = 100. αA.100 αA = 4.10-4 ºC-1 ΔlB = l0B αB ΔθB 2 = 100. αB.100 αB = 2.10-4 ºC-1 a) b) ΔlA - ΔlB = 4 l0A αA Δθ - l0B αB Δθ = 4 100. 4.10-4. Δθ – 100. 2.10-4. Δθ = 4 4.10-2. Δθ – 2.10-2. Δθ = 4 2.10-2. Δθ = 4 Δθ = 200
- 38. Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação na área de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação superficial.
- 39. Δl ΔA = A0 β Δθ ΔA= A - A0 A0 A β = 2α
- 40. θ0 = 10 ºC α = 27.10-6 ºC-1 A0 = 900 cm2 ΔA = A0 β Δθ β = 2α ΔA = A0 2α Δθ ΔA = 900.2.27.10-6.50 ΔA = 2,43 cm2 A = ΔA + A0 A = 2,43 + 900 A = 902,43 cm2 θ = 60 ºC A = ?
- 41. Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no volume de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação volumétrica. ΔV = V0 γ Δθ ΔV V - V0 γ = 3α V0 V
- 42. ΔV = V0 γ Δθ γ = 3α ΔV = V0 3α Δθ 0,405 = 100 .3. 27.10-6 .Δθ θ = Δθ + θ0 θ = 50 + 0 = 50 ºC Δθ = 50 ºC θ0 = 0 ºC α = 27.10-6 ºC-1 V0 = 100 l θ = ? ΔV= 0,405 l 405.10-3 = 81.10-4 .Δθ
- 43. ΔV = ΔVaparente + ΔVfrasco ΔV = ΔVap + ΔVf V0 γ Δθ = V0 γap Δθ + V0 γf Δθ γL = γap + γf
- 44. 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.
- 45. θ0 = 28 ºC θ = 48 ºC αf = 9.10-6 ºC-1 V0 = 50 cm3 γ = 180.10-6 ºC-1 ΔVf = V0 γ Δθ γ = 3α ΔVf = V0 3α Δθ ΔVf = 50.3.9.10-6.20 ΔVf = 0,027 cm3 ΔV = V0 γ Δθ ΔV = 50.180.10-6.20 ΔV = 0,18 cm3 ΔV = ΔVap + ΔVf 0,18 = ΔVap + 0,027 Δvap = 0,153 cm3