Dilatação térmica de Sólidos

Dilatação térmica de sólidos
No dia-a-dia podemos observar que entre os trilhos de ferro, nas quadras de futebol, em pontes e viadutos existem pequenas fendas de dilatação que possibilitam a expansão da estrutura sem que ocorram possíveis trincas e danos na estrutura.

Esses acontecimentos são explicados através da dilatação térmica. A temperatura mede o grau de agitação das moléculas, um grau de agitação maior indica uma temperatura maior. Assim, quando aquecemos um corpo consequentemente aumenta-se o grau de agitação das moléculas que o constitui. Esse acontecimento faz com que ocorra um aumento nas dimensões do corpo, fenômeno esse denominado de dilatação térmica. A diminuição de temperatura provoca, por consequência, a diminuição nas dimensões do corpo, chamada de contração térmica. Mas o que explica a dilatação térmica? Será somente o aumento da temperatura do corpo? Não, o que explica a dilatação térmica são as forças intermoleculares, essas fazem com que a distância entre as moléculas aumente ou diminua.

Nos sólidos, o aumento ou diminuição da temperatura provoca alteração nas dimensões lineares, como também nas suas dimensões superficiais e volumétricas.

Os trilhos da estrada de ferro entortaram porque o intervalo entre eles (foto A) não foi suficiente para compensar a dilatação.

Dilatação Linear de Sólidos

Para compreender a dilatação linear observe a gravura abaixo que demonstra a expansão de uma barra metálica de comprimento Li após a mesma ser aquecida.

Se essa barra metálica for homogênea é fácil compreender que cada unidade de comprimento da barra, após ser aquecida, sofre a mesma dilatação por unidade de variação de temperatura, ou seja, todos os centímetros da barra devem sofrer a mesma dilatação se for aquecida igualmente.

Realizando esse experimento de aquecimento da barra verifica-se que a variação do comprimento da mesma é proporcional à variação da temperatura sofrida por ela. Assim, podemos escrever a seguinte