Dilatação

Páginas: 9 (2159 palavras) Publicado: 22 de setembro de 2011
Dilatação

Chama-se dilatação todo acréscimo às dimensões de um corpo por influência do calor que lhe é transmitido. O fenômeno é explicado pela variação das distâncias relativas entre as moléculas, associadas ao aumento da temperatura. Normalmente, são estudadas em separado a dilatação dos sólidos, a dos líquidos e a dos gases, distinguindo-se, no caso dos sólidos, a dilatação linear, asuperficial e a volumétrica.
Os estudos teóricos partem do conceito de coeficiente de dilatação, definido como o aumento de volume, área ou comprimento experimentado pela unidade de volume (área ou comprimento) quando a temperatura varia de 1º C. Ao denominar-se o coeficiente, se a temperatura varia de tº C, o aumento será; se o volume inicial era vo, o aumento total será, de forma que o volume v apósa dilatação pode ser escrito como.
De modo geral, os sólidos se dilatam menos do que os líquidos e estes menos do que os gases. Uma barra de ferro com um metro de comprimento a 0º C dilata-se apenas 1,2mm se a temperatura aumenta para 100º C (seu coeficiente de dilatação linear é, portanto, 1,2 x 10-5).
Caso se deseje alongar a mesma barra por meio de uma força de tração, para idênticoacréscimo de comprimento seria necessário aplicar-lhe uma força de 2.400kg por unidade de área. Pode-se introduzir um conceito um pouco mais rigoroso de coeficiente de dilatação. Chamando de, respectivamente, os coeficientes linear, superficial e volumétrico, ter-se-ia.
Um fio de aço apresenta curiosa anormalidade de dilatação, pois quando a temperatura atinge cerca de 700º C o fio experimenta umacontração para voltar a dilatar-se pouco depois. O fenômeno, reversível, denomina-se recalescência. As ligas de aço-níquel dilatam-se muito pouco e o coeficiente de dilatação varia com a maior ou menor percentagem de níquel nelas contida.
O menor valor de corresponde a 36% de níquel, sendo a liga denominada irar para 46% de níquel, esse coeficiente torna-se igual a 0,9 x 10-5, valor igual ao daplatina e ao do vidro comum, sendo a liga denominada platinite.
Alguns corpos como a borracha e a argila contraem-se quando a temperatura se eleva. Esses corpos se aquecem quando são alongados por uma força de tração, ao contrário dos demais, que têm sua temperatura reduzida.
A água dilata-se irregularmente. Um volume de água aquecido a partir de 0º C se contrai até 4º C; aí começa a dilatar-se. Aágua a 4º C possui, portanto, sua maior densidade, sendo tomada como unidade. Por isso as camadas profundas de mares e lagos estão à temperatura constante de 4º C.

Dilatação Térmica dos sólidos
Quando aquecemos um sólido qualquer, as suas dimensões geralmente aumentam. A este aumento das dimensões de um sólido, devido ao aquecimento, chamamos de dilatação térmica.
Praticamente todas assubstâncias, sejam sólidas, líquidas ou gasosas, dilatam-se com o aumento da temperatura e contraem-se quando sua temperatura é diminuída e o efeito da variação de temperatura, especialmente a dilatação, tem muitas implicações na vida diária.
Exemplo:
Os sistemas antigos de trilhos de trens mantém entre cada lance um pequeno espaço vazio. Isso se deve ao conhecimento que temos de que, quando aquecido, oferro 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).

Devido ao elevado aquecimento, os trilhos sofreram uma expansão térmica, tomando a forma observada na foto.
As calçadas de cimento possuem, de longe em longe, pequenas canaletas,de cerca de 1cm. Isto evita que no verão, submetidas às altas temperaturas, as mesmas dilatem e se quebrem, sem ter para onde expandir.
Todos lembramos de uma experiência que fazíamos no primeiro grau, na qual havia uma esfera de metal presa a uma haste. Esta esfera, à temperatura ambiente, passava perfeitamente por dentro de uma argola. Após aquecida notávamos que já não era possível a...
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