DILATAÇÃO TÉRMICA
A dilatação térmica se caracteriza pelo aumento das dimensões de um
sólido quando submetido a elevação da temperatura. Deve-se levar em conta que
esse aumento de temperatura pode alterar as propriedades físicas de um material
(comprimento, dureza, condutividade elétrica entre outras.).
Exemplo:
Os sistemas
antigos de trilhos de trens mantêm entre cada lance um pequeno espaço vazio.
Isso se deve ao conhecimento que temos de que, quando aquecido, o ferro irá aumentar seu comprimento e, não havendo para onde se expandir,
poderá causar danos à via férrea. (Modernamente utilizam-se as curvas para dar
vazão ao aumento no comprimento dos trilhos quando da dilatação).
DILATAÇÃO LINEAR
Ao elevarmos em 10 ºC a temperatura de uma barra de ferro de 1 m iremos
verificar que seu comprimento aumenta em 0,012 cm.
A variação de
comprimento de um determinado material ao ser aquecido é diretamente
proporcional ao seu comprimento inicial.
Essas
proporcionalidades acima podem ser descritas em termos de uma única expressão:
ΔL = L0 . α . Δθ
Onde:
ΔL = variação
do comprimento
L0 = comprimento inicial
α = coeficiente de dilatação linear
Δθ = variação da temperatura
L0 = comprimento inicial
α = coeficiente de dilatação linear
Δθ = variação da temperatura
Ou seja, a unidade
para o coeficiente de dilatação linear é ºC-1, também chamada
de grau Celsius recíproco.
DILATAÇÃO SUPERFICIAL
Da mesma maneira
como vimos para a dilatação de uma barra, podemos concluir que a dilatação para
uma chapa, uma placa, ou qualquer outro objeto que tenha duas medidas
preponderantes (comprimento e largura) a dilatação de sua superfície será dada
pela fórmula:
ΔA =β. A0 . Δθ
Onde:
ΔA e Δ0 = referem-se à variação da área e área inicial
Δθ = variação da temperatura
β = coeficiente de dilatação superficial
Δθ = variação da temperatura
β = coeficiente de dilatação superficial
DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA
ΔV =γ . V0 . Δθ
Onde:
ΔV e V0 = referem-se à variação do volume e volume
inicial
Δθ = variação da temperatura
γ = coeficiente de dilatação volumétrica
Δθ = variação da temperatura
γ = coeficiente de dilatação volumétrica
DILATAÇÃO (FÓRMULA GENÉRICA)
Podemos utilizar a
fórmula abaixo, que substitui as três anteriores, desde que para isso
utilizemos os valores apropriados.
RELAÇÃO ENTRE OS COEFICIENTES DE DILATAÇÃO:
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