Física e TecnologiaDilatações Térmicas

Prof Wildson W de Aragão

A Lâmina Bimetálica

Dispositivo constituído por duas tiras justapostas feitas de diferentes metais. Ao serem aquecidas, as tiras se dilatam provocando o encurvamento da lâmina para o lado cujo metal possui menor coeficiente de dilatação.

Sua utilização é muito comum nos chamados pisca-piscas.

Coeficiente de dilatação

Representa a dilatação (variação de tamanho) sofrida por um corpo quando sua temperatura aumenta ou diminui de 1º C. Cada material possui seu coeficiente de dilatação.

Dilatação linear – Coeficiente de dilatação linear;

Dilatação superficial – Coeficiente de dilatação superficial;

Dilatação volumétrica – Coeficiente de dilatação volumétrica.

O termômetro de mercúrio

Muito utilizado para medir a temperatura do corpo, esses termômetros possuem em seu interior uma coluna de mercúrio que aumenta de tamanho ao ser aquecida. Quando em equilíbrio térmico com o corpo, a coluna marca exatamente a temperatura corporal do indivíduo.

A dilatação térmica no dia a dia

Em pontes e outras construções de grande porte, são deixados pequenos espaços entre cada placa de concreto, para que haja dilatação sem danificar as estruturas.

Em ferrovias, o aquecimento das barras de ferro pode ocasionar o aumento de comprimento das mesmas, gerando uma força tensora que pode danificar as barras. Por isso, são deixados espações entre as barras dos trilhos.

As barras dos trilhos sofrem variação de comprimento, ou seja, Dilatação Linear durante um aquecimento.

Como calcular essa dilatação?

Como calcular a variação de comprimento ΔL dos

corpos?

ΔL = Li . α . Δθ

Li = comprimento inicial

α = coeficiente de dilatação linear (ºC-1)

Δθ = variação de temperatura.

Alguns coeficientes de dilatação linear

Vê-se que em dias quentes os cabos de eletricidade apresentam “barrigas” maiores que em dias frios.

Para evitar o rompimento de pontes metálicas, uma de suas extremidades é apoiada sobre cilindros, permitindo que se desloquem quando a temperatura se eleva.

Para placas retangulares, a dilatação ocorrem em suas duas dimensões, por isso é chamada de Dilatação Superficial (área). Como a área de uma superfície pode variar?

Variação da área das placas: Dilatação Superficial

Por que os tanques de combustível dos postos ficam submersos no solo?

Para reduzir a dilatação do combustível quando ele se aquece, os reservatórios são subterrâneos, não recebendo um calor significativo do ambiente externo.

Caso não se utilizasse esse procedimento, o líquido sofreria uma Dilatação Volumétrica.

Dilatação Volumétrica

Na Dilatação dos Líquidos, devemos considerar o volume

que transborda.

ΔV = ΔVap + Δvrec

ΔVap = dilatação aparente (transborda; externa)

ΔVrec = dilatação no recipiente (interna)