UNIDADE II - DILATACAO TERMICA 2.1-Conceito: Como ja sabemos, se aumentarmos a temperatura deum corpo, aumentamos a agitacao das particulas desse corpo. Consequentemente,as particulas se afastam umas das outras, provocando um aumento das dimensoes(comprimento, area e volume) do corpo A esseaumento das dimensoes do corpo da-se o nome de Dilatacao termica. Se a temperatura diminuir e as dimensoes sereduzirem, dizemos que houve uma ContracaoTermica. Embora oaumento ocorra em todas as dimensoes do corpo simultaneamente costuma-sedividir o estudo da dilatacao termica em tres partes: Dilatacao Linear: aquela que predomina o aumento em uma dimensao (comprimento). Ex.:dilatacao em fios, cabos e barras Dilatacao Superficial: aquela que predomina oaumento em duas dimensoes (area). Ex.:aumento em chapas e placas. Dilatacao volumetrica: e a dilatacao em que seconsidera o aumento em tres dimensoes. Ex.:aumento de volume de um corpo. Os corpossolidos admitem os tres tipos de dilatacao, mas os liquidos e gases, por naoterem forma propria, so admitem a dilatacao volumetrica.2.2-Dilatacao Linear Considere umabarra metalica de comprimento inicial Lo,a temperatura inicial To, aoaquecermos a barra ate a temperatura T, seu comprimento aumentara para L. DT = Tf - Ti: variacao de temperatura DL = Lf - Li: variacao de comprimento Experimentalmente, verificou-se que a variacaodo comprimento DL depende: 1o da variacao de temperatura DT:a variacao do comprimento e diretamente proporcional a variacao da temperatura. DL a DT 2o do comprimento inicial Li:a variacao do comprimento e diretamente proporcional ao comprimento inicial. DL a Li Utilizando-sebarras de mesmo material, verificamos que a variacao de comprimento dependesomente destes dois fatores. Sera portanto proporcional ao produto deles. DL a Li. DT DL = a. Li. DT A constantede proporcionalidade que aparece na equacao, e uma caracteristica do materialda barra e e chamada coeficiente dedilatacao linear. Ha pois, um outrofator que influi na dilatacao linear de uma barra. 3o a variacao de comprimento DL depende tambem do material de que e feita a barra (a ). O valor de a e uma caracteristica de cada material masnao e rigorosamente constante com a temperatura. Costuma-se usar um valor mediode a entre as temperaturas usuais. Unidadesde a : A unidade a e o inverso da unidade detemperatura. 1/ oC ou oC-1 1/ oF ou oF-1 1/ K ou K-1 Significado fisico de a:O coeficiente de dilatacaolinear representa a variacao de comprimento unitario quando a temperatura variade uma unidade.Considerepor exemplo, o coeficiente de dilatacao linear do ferro que e 1,2 .10 oC -1 , este numero significaque, se tomarmos uma barra de ferro com um metro de comprimento e elevarmos suatemperatura em 1oC, seu comprimento sera 1,000012m. Tabela decoeficientes de dilatacao linear (a) de algumassubstancias: Substancia Coeficiente oC-1 Substancia Coeficiente oC-1 Aluminio 24.10-6 Latao 18.10-6 Cobre 17.10-6 Niquel 13.10-6 Chumbo 29.10-6 Zinco 27.10-6 Aco 12.10-6 Platina 9.10-6 Ferro 12.10-6 Ouro 14.10-6 Prata 19.10-6 Vidro Comum 9.10-6 Mercurio 41.10-6 Vidro Pirex 3.10-6 Nota: Lembrando que DL = Lf- Li ,podemos tambem escrever Lf - Li = a Li . DT, isolandoL, temos: Lf = Li + a.Li. DT , colocando Li, em evidencia, obtem-se: Lf = Li( 1 + a. DT ) Lf = Li