Aula sobre Dilatação Termica

1. DISCIPLINA: FÍSICA
DILATAÇÃO TÉRMICA DOS
SÓLIDOS

2. Breve resumo
 Todos os corpos, quando aquecidos, apresentam dilatação
térmica decorrente do aumento da vibração de suas
partículas.

3. 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)

4. 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)

5. 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.

6. 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

7. Exercícios resolvidos

8. 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.

9.  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

10. Exercícios resolvidos

11. 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)

12. 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.

13. 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:

14. Exercícios resolvidos