dilataçâo linear

Quando os corpos são submetidos a uma variação de temperatura eles dilatam, ou seja, eles sofrem aumento ou diminuição nas suas dimensões. Vale deixar bem claro que essa variação é bem pequena, e que muitas vezes ela não é perceptível a olho nu, necessitando assim de equipamentos, como o microscópio, para poder visualizar.Os corpos dilatam quando sofrem aumento na sua temperatura. Sabe-se que quando ocorre a variação da temperatura do corpo os átomos que o constituem se agitam mais, com isso a distância média entre eles é aumentada, assim sendo, o corpo ganha novas dimensões, ou seja, ele se dilata. De uma forma geral todos os corpos dilatam após serem aquecidos e se contraem após terem sua temperatura reduzida. A dilatação linear é aquela que ocorre variação em apenas uma dimensão, ou seja, o comprimento do material. Imagine a seguinte situação: uma barra de metal de comprimento Li à temperatura ti, é aquecida até uma determinada temperatura tf. O que se percebe é que a barra, após o aquecimento, não tem mais o mesmo comprimento, ou seja, ela sofreu uma variação na sua dimensão, no seu comprimento, ela dilatou. Veja:Onde ΔL = Lf – Li é a variação do comprimento, ou seja, a dilatação linear da barra. E Δt = tf – ti é a variação da temperatura da barra. Experimentalmente verifica-se que: - o comprimento inicial (Li) é proporcional à temperatura inicial (ti); - o comprimento final (Lf) é proporcional à temperatura final (tf); - a dilatação linear depende do material que constitui a barra. Mediante a essas constatações foi determinada a seguinte equação para dilatação linear dos corpos: ΔL = Liα Δt, onde α é denominada de coeficiente de dilatação linear, é uma constante característica do material que constitui o corpo. Por exemplo, para o alumínio temos que α = 0,000023 por °C (ou °C-1), isso quer dizer que o alumínio dilata 23 milionésimos de seu comprimento a cada 1°C de variação na sua temperatura, ou seja, uma dilatação muito pequena e que possivelmente só pode ser vista em microscópio

dilataçâovolume

É aquela em que ocorre quando existe variação das três dimensões de um corpo: comprimento, largura e espessura. Com o aumento da temperatura, o volume da figura sofre um aumento V, tal que:
Em que V i = volume inicial. V f = volume final. = variação de volume (dilatação volumétrica). Em que g é o coeficiente de dilatação volumétrica do material que constitui o corpo. O coeficiente de dilatação volumétrica g é aproximadamente igual ao triplo do coeficiente de dilatação linear a , isto é: g = 3 a Exemplo: Um recipiente de vidro tem capacidade de 600cm 3 a 15ºC. Sabendo-se que a vidro = 27 . 10 -6 C -1 determine a capacidade desse recipiente a 25ºC. Resolução: Cálculo de g :
Cálculo de V f : Resposta: A capacidade a 25ºC é de 600, 486 cm³.

dilataçâo superficial

Os corpos, quando submetidos à variação de temperatura têm as suas dimensões alteradas, essa variação é chamada de dilatação térmica. A dilatação superficial é aquela na qual ocorre variação na área do corpo. Considere a placa metálica descrita na gravura abaixo:
Placa metálica
Inicialmente a temperatura inicial é to, a placa tem área inicial So. Após ser aquecida por uma fonte de calor a sua área ganha novas dimensões, ou seja, ela se expande em razão do aumento no grau de agitação das moléculas que a compõem. Agora com temperatura final t a placa metálica passa a ter área final S. A variação de área sofrida pela placa pode ser determinada da seguinte forma:
ΔS = S – So (I)
Experimentalmente podemos mostrar que a variação da área sofrida pela placa é proporcional à variação da temperatura sofrida pela mesma, matematicamente temos a seguinte relação que determina a dilatação superficial, veja:
ΔS = SoβΔt (II)
Onde β é chamado de coeficiente de dilatação térmica superficial do material que constitui a placa, ele é igual a duas vezes o valor do coeficiente de dilatação térmica linear (α), veja: β = 2α.