Fala, guerreiros! Vamos continuar os nossos estudos de Dilatação. Vamos, selva!

1. DILATAÇÃO SUPERFICIAL

Considere a chapa metálica abaixo. Quando aquecida, ocorre a dilatação de duas dimensões (comprimento e largura), que é muito superior a outra (que é desconsiderada).

 

 

 

 

 

Onde:

A₀ -> área inicial da placa.

A -> área final da placa.

ΔA -> variação da área da placa (ΔA = A – A₀).

ΔT ou Δθ -> variação da temperatura

β -> coeficiente de dilatação superficial.

 

As dependências são as mesmas da dilatação linear, porém o comprimento inicial passa a ser a área inicial (A₀), a dilatação será a variação da área do corpo ΔA e o coeficiente de dilatação linear (α) se torna o coeficiente de dilatação superficial (β), onde

 

Relacionamos as grandezas físicas acima na expressão matemática a seguir:

2. DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA

Na ilustração abaixo, um bloco com a temperatura inicial T₀ é aquecido à uma temperatura final T. Este é um exemplo da dilatação volumétrica, onde a dilatação das três dimensões (comprimento, largura e profundidade) são consideradas.

 

 

 

 

 

V₀ -> volume inicial do bloco.

V -> volume final do bloco.

ΔV -> variação do volume do bloco (ΔV = V – V₀).

ΔT ou Δθ -> variação da temperatura

γ -> coeficiente de dilatação volumétrica.

 

As dependências são as mesmas da dilatação linear, porém o comprimento inicial passa a ser o volume inicial (V₀), a dilatação será a variação do volume do corpo ΔV e o coeficiente de dilatação linear (α) se torna o coeficiente de dilatação superficial (γ), onde:

Relacionamos as grandezas físicas acima na expressão matemática abaixo:

3. DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS

Observe a ilustração abaixo onde um líquido ocupa todo o espaço de um recipiente.

 

 

 

 

Observamos que, ao aquecer o sistema, uma parte do líquido transborda. Isso ocorre, pois, o líquido (maior coeficiente de dilatação) dilata mais que o recipiente.

 

 

 

 

O volume derramado é chamado de dilatação aparente e a dilatação real do líquido (ΔV_LIQ) é dado pela expressão abaixo, onde ΔV_REC é a dilatação do recipiente.

 

 

 

 

 

A relação entre os coeficientes de dilatação do líquido, do recipiente e aparente é dada por:

 

 

4. COMPORTAMENTO ANÔMALO DA ÁGUA

O aumento da temperatura provoca um aumento no volume e uma diminuição na densidade de uma substância qualquer.

Porém, a água se comporta de forma diferente na faixa de temperatura que vai de 0ºC até 4ºC. Observe gráfico abaixo.

 

 

 

 

 

Quando aquecida de 0ºC até 4ºC, o volume da água diminui e a sua densidade aumenta (atingindo o valor máximo em 4 ºC). A partir desse valor de temperatura, a água se comporta como as outras substâncias.