Dilatação Linear

Dilatação Linear

Dilatação dos sólidos

De modo geral, quando a temperatura de um sólido aumenta, ele se dilata, isto é, seu volume aumenta. Por outro lado, se a temperatura diminui ele se contrai, isto é, seu volume diminui. Isso tem algumas consequências e aplicações importantes. Por exemplo, entre os trilhos de trens existem pequenos espaços (Fig.1) para que os trilhos não se deformem ao se aquecerem. Os fios entre dois postes (Fig.2) apresentam uma curvatura para que, num dia frio, sua contração não provoque o rompimento dos fios.

Fig. 1
Fig. 2

Dilatação linear

Há situações em que não estamos interessados em analisar o aumento (ou diminuição) do volume de um corpo mas apenas o que acontece com uma de suas dimensões, isto é, um comprimento. é o que acontece por exemplo, no caso mencionado anteriormente, dos trilhos de trens.

Nesse caso, não estamos preocupados com o que acontece com o volume do trilho mas sim, o que acontece com o seu comprimento. Quando estamos estudando apenas o que acontece com o comprimento, dizemos que estamos estudando a dilatação linear. Nesta aula estudaremos apenas a dilatação linear; a dilatação do volume será estudada na próxima aula.

Coeficiente de dilatação linear

Suponhamos que uma barra (Fig.3) apresente comprimento L0 quando sua temperatura for 0.

(Fig. 3)

 

Se a temperatura da barra aumentar para um valor , seu comprimento aumentará para um valor L. A variação de comprimento () é dada por

= L - L0
(I)

e a variação de temperatura é dada por:

= - 0
(II)

A experiência mostra que vale (aproximadamente) a seguinte equação:

= L0 ()
(III)

onde é uma constante que depende do material e é chamada de coeficiente de dilatação linear. Na tabela a seguir fornecemos os valores de para alguns materiais:

MATERIAL

C-1)

chumbo

28 . 10-6

alumínio

23 . 10-6

bronze

19 . 10-6

cobre

17 . 10-6

ouro

15 . 10-6

ferro

12 . 10-6

vidro comum

9 . 10-6

vidro pirex

3 . 10-6

porcelana

3 . 10-6

Como podemos observar, os metais têm coeficiente de dilatação maior do que outros materiais.

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Sumário

- Dilatação dos sólidos
- Dilatação linear
i. Coeficiente de dilatação linear
ii. Unidade de α
- Lâmina bimetálica

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