Este documento discute os conceitos de dilatação térmica linear, superficial e volumétrica de materiais. Explica que quando os materiais são aquecidos, as partículas que os compõem vibram mais e ocupam mais espaço. A dilatação linear ocorre quando uma dimensão é muito maior que as outras, a superficial é o aumento bidimensional da área, e a volumétrica é o aumento tridimensional do volume. Aplica fórmulas para calcular esses aumentos em função da variação de temperatura e do coeficiente de

1. TERMOLOGIA (FRENTE 2)
TERMOMETRIA, CALORIMETRIA, DILATAÇÃO TÉRMICA, PROPAGAÇÃO DO CALOR
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2. • Todo material ao ser aquecido (absorção de calor) terá um
aumento da vibração das partículas que o compõe, e isso faz com
que as partículas ocupem um espaço cada vez maior. A este
fenômeno térmico damos o nome de dilatação.
• Um corpo sobre dilatação em todas as suas dimensões espaciais:
comprimento, espessura e largura
• Podemos caracterizá-las como linear, superficial ou volumétrica.
TERMOLOGIA – DILATAÇÃO DOS MATERIAIS
FRENTE 2

3. TERMOLOGIA – DILATAÇÃO DOS MATERIAIS
FRENTE 2
• DILATAÇÃO LINEAR:
Ocorre sempre que o comprimento (L) de um material é muito
maior que a sua área da secção transversal (A). L ≫ 𝐴
𝐿
𝜃0 + ∆𝜃 →
∆𝐿 = 𝛼 ∙ 𝐿0 ∙ ∆𝜃
𝑜𝑛𝑑𝑒:
∆𝐿 é 𝑜 𝑎𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
𝛼 é 𝑜 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑙𝑎𝑡𝑎çã𝑜 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
𝐿0 é 𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
∆𝜃 é 𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎
𝐿0 ∆𝐿
𝜃0 →

4. TERMOLOGIA – DILATAÇÃO DOS MATERIAIS
FRENTE 2
• LÂMINAS BIMETÁLICAS:
O conjunto se curva sobre o metal de menor coeficiente de
dilatação linear se ocorre aumento de temperatura, e sobre o metal
de maior coeficiente de dilatação linear em caso de diminuição
temperatura. 𝑆𝑒 𝛼 𝐴 > 𝛼 𝐵 e ∆𝜃 > 0 → curva sobre Metal B
𝑆𝑒 𝛼 𝐴 > 𝛼 𝐵 e ∆𝜃 < 0 → curva sobre Metal A

5. TERMOLOGIA – DILATAÇÃO DOS MATERIAIS
FRENTE 2
• DILATAÇÃO SUPERFICIAL:
Aumento da área (bidimensional) do material (A) em consequência
do aumento de sua temperatura
∆𝐴 = 𝛽 ∙ 𝐴0 ∙ ∆𝜃
𝐴0
∆𝐴
𝜃0 →
𝜃0 + ∆𝜃 →
𝑜𝑛𝑑𝑒:
∆𝐴 é 𝑜 𝑎𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 á𝑟𝑒𝑎
𝛽 é 𝑜 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑙𝑎𝑡𝑎çã𝑜 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
𝐴0 é 𝑎 á𝑟𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
∆𝜃 é 𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎
𝜷 = 𝟐𝜶

6. TERMOLOGIA – DILATAÇÃO DOS MATERIAIS
FRENTE 2
• SUPERFÍCIES VAZADAS:
Superfícies com furos durante a dilatação aumentam a base e o
furo.
∆𝐴 = 𝛽 ∙ 𝐴0 ∙ ∆𝜃
𝐴0
∆𝐴
𝜃0 →
𝜃0 + ∆𝜃 → 𝑜𝑛𝑑𝑒:
∆𝐴 é 𝑜 𝑎𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 á𝑟𝑒𝑎
𝛽 é 𝑜 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑙𝑎𝑡𝑎çã𝑜 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
𝐴0 é 𝑎 á𝑟𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
∆𝜃 é 𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎
𝜷 = 𝟐𝜶

7. • DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA:
Aumento do volume (tridimensional) do material (V) em
consequência do aumento de sua temperatura.
TERMOLOGIA – DILATAÇÃO DOS MATERIAIS
FRENTE 2
∆𝑉 = 𝛾 ∙ 𝑉0 ∙ ∆𝜃
𝑜𝑛𝑑𝑒:
∆𝑉 é 𝑜 𝑎𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒
𝛾 é 𝑜 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑙𝑎𝑡𝑎çã𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
𝑉0 é 𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
∆𝜃 é 𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎
𝜸 = 𝟑𝜶𝜃0 →
∆𝑉
𝑉0
← 𝜃0 + ∆𝜃

8. TERMOLOGIA – DILATAÇÃO DOS MATERIAIS
FRENTE 2
• Para a determinação dos comprimentos, áreas ou volumes finais
dos materiais basta aplica as equações:
𝐿 = 𝐿0 + 𝛼 ∙ 𝐿0 ∙ ∆𝜃
𝐴 = 𝐴0 + 𝛽 ∙ 𝐴0 ∙ ∆𝜃
𝑉 = 𝑉0 + 𝛾 ∙ 𝑉0 ∙ ∆𝜃
Comprimento final de um fio unidimensional
Área final de uma superfície bidimensional
Volume final de um objeto tridimensional

9. • DILATAÇÃO APARENTE DOS LÍQUIDOS:
Aumento do volume (tridimensional) do material (V) em
consequência do aumento de sua temperatura.
TERMOLOGIA – DILATAÇÃO DOS MATERIAIS
FRENTE 2
∆𝑉𝑎𝑝 = ∆𝑉𝑙í𝑞 − ∆𝑉𝑟𝑒𝑐
𝛾𝑎𝑝 = 𝛾𝑙í𝑞 − 𝛾𝑟𝑒𝑐

10. Exercícios de Termologia – Dilatação termica
• Conceituais
• Aplicações de fórmulas
• Leitura e interpretação de gráficos
• Casos recorrentes nos vestibulares (Lâminas bimetálicas,
dilatação aparente da água, dilatação de metais)
FRENTE 2