Dilatação Térmica

1. Dilatação Térmica Capítulo 3 Prof. André Luiz Retek Fonte: Os fundamentos da Física – Ramalho, Nicolau, Toledo. Ed. Moderna

2. Dilatação dos Corpos Os corpos ao sofrerem variação na sua temperatura, tem suas dimensões alteradas devido a variação na agitação das moléculas. O que acontece com um corpo quando aumentamos a sua temperatura? O que acontece com um corpo quando diminuímosa sua temperatura?

3. Dilatação Linear Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no comprimento de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação linear. Por que os corpos sofreram diferentes variações no seu comprimento????? Existem duas possibilidades: materiais diferentes e a variação de temperatura!!!!

4. Portanto, duas barras de mesmo material ao sofrerem a mesma temperatura, apresentam a mesma variação no comprimento?????? NÃO!!!!! Então, qual seria outro fator responsável por isso??? O comprimento inicial!!!!!!!!

5. Δl l0 l Δl = l - l0 Δl = l0 α Δθ

6. l0 = 100 cm Δl = l0 α Δθ θ0 = 0 ºC Δl =100.15.10-6.50 θ= 50 ºC Δl = 0,075 cm α= 15.10-6 ºC-1 l =l0 + Δl l = 100 + 0,075 l = 100,075 cm

7. a) ΔlA = l0A αAΔθA 4 = 100. αA.100 αA = 4.10-4 ºC-1 ΔlB = l0B αBΔθB 2= 100. αB.100 αB = 2.10-4 ºC-1 b) ΔlA - ΔlB = 4 2.10-2. Δθ = 4 Δθ = 200 l0A αAΔθ - l0B αBΔθ = 4 100. 4.10-4. Δθ – 100. 2.10-4. Δθ = 4 4.10-2. Δθ – 2.10-2. Δθ = 4

8. Dilatação Superficial Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação na área de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação superficial.

9. Δl A0 A ΔA= A - A0 ΔA =A0 β Δθ β = 2α

10. ΔA =A0 β Δθ β = 2α A0 = 900 cm2 ΔA =A0 2αΔθ θ0 = 10 ºC A= ? ΔA =900.2.27.10-6.50 θ= 60 ºC ΔA =2,43 cm2 α= 27.10-6 ºC-1 A = ΔA + A0 A = 2,43 + 900 A = 902,43 cm2

11. Dilatação Volumétrica Em algumas situações, nos preocuparemos apenas com a variação no volume de um corpo, neste caso, utilizaremos a dilatação volumétrica. V V0 ΔV= V - V0 ΔV =V0 γΔθ γ = 3α

12. θ0 = 0 ºC ΔV = V0 γΔθ γ = 3α V0 = 100 l ΔV = V0 3αΔθ θ= ? 0,405 = 100.3. 27.10-6 .Δθ ΔV= 0,405 l 405.10-3 = 81.10-4 .Δθ α= 27.10-6 ºC-1 Δθ = 50 ºC θ = Δθ + θ0 θ = 50 + 0 = 50 ºC

13. Dilatação dos Líquidos Leitura final 70 ml Leitura inicial 50 ml O que acontece se aumentarmos a temperatura do recipiente???? Qual foi a variação de volume sofrida pelo líquido????? ΔV = V – V0 = 70 - 50 = 20 ml Certo???? ERRADO!!!! Por quê????? Porque o recipiente também sofre variação no seu volume.

14. Dilatação dos Líquidos ΔV = ΔVaparente + ΔVfrasco ΔV = ΔVap + ΔVf V0 γΔθ = V0 γapΔθ + V0 γfΔθ γL= γap+ γf

15. V0 = 50 cm3 ΔVf = V0 γΔθ γ = 3α ΔV = ΔVap + ΔVf θ0 = 28 ºC ΔVf = V0 3αΔθ 0,18 = ΔVap + 0,027 γ = 180.10-6 ºC-1 ΔVf = 50.3.9.10-6.20 Δvap = 0,153 cm3 αf= 9.10-6 ºC-1 ΔVf = 0,027 cm3 θ= 48 ºC ΔV = V0 γΔθ ΔV = 50.180.10-6.20 ΔV = 0,18 cm3