1ªEJA FASEFÍSICA PROF.ª RISÔLDA FARIAS

PROF. NELSON BEZERRA

Unidade IVSer humano e saúde

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 14.2Conteúdo

• Dilatação térmica linear, superficial e volumétrica

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Habilidade • Associar e aplicar o fenômeno da dilatação como

função da variação de temperatura sofrida pelo corpo interpretando as grandezas físicas envolvidas.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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TermometriaTemperaturaA temperatura de um corpo está associada ao nível de agitação das moléculas que o constitui, ou seja, é o nível de agitação das moléculas de um corpo.

REVISÃO

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O calor é uma forma de energia, ou seja, é energia térmica em trânsito (movimento), sempre fluindo, espontaneamente, do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura.

REVISÃO

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Calor

REVISÃO

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Desafio do dia

DESAFIO DO DIA

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Em dias frios é possível perceber que os cabos de transmissão de energia elétrica ficam mais esticados que nos dias quentes, conforme o vídeo. Você saberia me dizer como é chamado esse fenômeno que iremos estudar hoje?

DESAFIO DO DIA

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VT 04 - CHROMA

AULA

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A Termologia é um ramo da Física que estuda os fenômenos térmicos como calor, temperatura, dilatação, energia térmica, estudo térmico dos gases etc.

AULA

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 Temperatura

AULA

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TemperaturaQuando um corpo se aquece as partículas que o compõem vibram cada vez com mais intensidade: esse fenômeno denomina-se temperatura. Quanto maior a agitação, maior a temperatura.

AULA

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Dilatação

AULA

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Dilatação TérmicaTodos os corpos existentes na natureza, sólidos, líquidos ou gasosos, quando em processo de aquecimento ou resfriamento, ficam sujeitos à dilatação ou contração térmica.

AULA

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Dilatação Térmica é a variação que ocorre no tamanho ou no volume de um corpo quando submetido a aquecimento térmico. Uma vez que os corpos são constituídos por átomos ligados entre si, a exposição ao calor faz com que eles se agitem, aumentem a distância entre si e inchem.

AULA

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Contração térmicaÉ a diminuição das dimensões dos corpos geralmente associada à diminuição de sua temperatura.

AULA

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Tipos de dilataçãoDependendo das dimensões dilatadas mais significativas dos corpos (comprimento, largura e profundidade), a dilatação é classificada em: linear, superficial e volumétrica.Veja exemplos de situações em que dilatam de um corpo pode ser estudada em uma, duas ou três dimensões:

AULA

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AULA

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Dilatação LinearÉ a dilatação que se caracteriza pela variação do comprimento do corpo. Essa variação pode ser calculada a partir da seguinte equação matemática: chamada de coeficiente de dilatação linear (α).Assim podemos expressar:

∆L = Lo . α . ∆θ

AULA

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A unidade usada para α é o inverso da unidade de temperatura, como: ºC-1. O comprimento final é dado por:

L = ∆L + Lo

AULA

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Dilatação SuperficialEsta forma de dilatação consiste em um caso onde há dilatação linear em duas dimensões.

∆S = So . β . ∆θOnde: β = 2 . αA área final é dada por:

S = ∆S + S0

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Dilatação VolumétricaAssim como na dilatação superficial, este é um caso da dilatação linear que acontece em três dimensões, portanto tem dedução análoga à anterior, ou seja, há variação de comprimento, largura e altura.

AULA

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Podemos estabelecer que o coeficiente de dilatação volumétrica ou cúbica é dado por:

ϒ = 3 . α

AULA

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Assim:∆V = V0 . ϒ . ∆θ

Assim como para a dilatação superficial, esta equação pode ser utilizada para qualquer sólido, determinando seu volume conforme sua geometria.Sendo β = 2α e ϒ =3α, podemos estabelecer as seguintes relações:

β ϒα = =2 3

AULA

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L

∆L

L0

AULA

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∆SS

AULA

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AplicaçãoExemplo:Uma barra de 10 metros de alumínio a uma temperatura inicial de 20 ºC fica exposta ao sol, sendo sua temperatura elevada para 40 ºC. Sabendo que o coeficiente de dilatação do alumínio é αAl = 22.10-6 ºC-1, calcule a dilatação sofrida pela barra e o comprimento final da barra.

AULA

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Solução:A dilatação linear é dada pela equação:

∆L = Lo . α . ∆θDados do problema:L0 = 10 mα = 22 . 10-6 ºC-1

∆θ = θf – θi = 40 – 20 = 20 ºC

AULA

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Substituindo os dados na equação, temos que:∆L = 10 . 22 . 10-6 . 20∆L = 44 . 10-4 m = 4,4 . 10-3 m

O comprimento final é a soma do comprimento inicial mais a dilatação:Lf = L0 + ∆LLf = 10 + 0,0044Lf = 10,00044 m

AULA

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A temperatura aumentando

AULA

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1. Associe a segunda coluna de acordo com a primeira, conforme a imagem:

1. Dilatação volumétrica.               

(    ) Ocorre no comprimento do corpo, ou seja, ocorre em uma dimensão.  

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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2. Dilatação superficial.  

3. Dilatação linear

(    ) Ocorre na superfície do corpo, ou seja, ocorre em duas dimensões.

(    ) Ocorre no volume do corpo, ou seja, ocorre em três dimensões.                            

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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2. Uma barra de ferro homogênea é aquecida de 10 ºC até 60 ºC. Sabendo-se que a barra a 10 ºC tem um comprimento igual a 5 m e que o coeficiente da dilatação linear do ferro é igual 1,2 x 10-6 ºC-1, podemos afirmar que a variação de dilatação ocorrida e o comprimento final da barra foram é:

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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Gabarito da DLI1) 1.2 e 32L0 = 5m∆θ = θf – θi = 60 – 10 = 50 ºCα = 1,2 x 10-6 ºC-1

Utilizamos a fórmula ∆L = L0 . α . ∆θ para encontrar a dilatação.Substituindo os dados, temos que:

PREVIEWINTERATIVIDADE

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PREVIEW

∆L = 5 . 1,2 x 10-6 . 50∆L = 300 . 10-6 m∆L = 3 . 10-4 m

O comprimento final é a soma do comprimento inicial mais a dilatação:Lf = L0 + ∆LLf = 5 + 0,0003Lf = 5,0003 m

INTERATIVIDADE

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TemperaturaTemperatura é o nível de agitação das moléculas de um corpo.

RESUMO DO DIA

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Temperatura

RESUMO DO DIA

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CalorCalor é energia térmica em trânsito (movimento), sempre fluindo, espontaneamente, do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura.

RESUMO DO DIA

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Calor

RESUMO DO DIA

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Equilíbrio térmicoAcontece quando, dois corpos com temperaturas diferentes, trocam calor entre si até que alcancem a mesma temperatura.

RESUMO DO DIA

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Equilíbrio térmico

RESUMO DO DIA

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Escalas termométricasEscala Celsius

RESUMO DO DIA

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Escalas termométricasEscala Fahrenheit

RESUMO DO DIA

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Escalas termométricasEscala Kelvin

RESUMO DO DIA

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RESUMO DO DIA

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Relação entre as escalas termométricas: • Celsius e Fahrenheit:

θF - 32 θC - 0 5(θF - 32)= θC =180 100 9

RESUMO DO DIA

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• Relação entre a escala Celsius e Kelvin TK = 273 + θC

Onde:θC = temperatura em Celsius TK = temperatura em Kelvin

RESUMO DO DIA

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• Dilatação Linear: é a dilatação que se caracteriza pela variação do comprimento do corpo. Essa variação pode ser calculada a partir da seguinte equação matemática: ∆L = α . L0 . ∆θ

L

∆L

L0

RESUMO DO DIA

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• Dilatação Superficial: é a dilatação que se caracteriza pela variação da área superficial do corpo. Essa variação na superfície do corpo pode ser calculada por meio da seguinte expressão: ∆S = β . S0 . ∆θ

○ β: é o coeficiente de dilatação térmica superficial, cuja unidade é a mesma do coeficiente de dilatação térmica linear e também depende da natureza do material que constitui o corpo;

RESUMO DO DIA

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∆SS

RESUMO DO DIA

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• Dilatação Volumétrica: é a dilatação que se caracteriza pela variação do volume do corpo. Essa variação pode ser calculada com a expressão:

ΔV = γ .V0 . Δθ, γ : 3α;

RESUMO DO DIA

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VT 09 - ALPHA

RESUMO DO DIA

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As três escalas termométricas mais utilizadas no mundo são: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Você sabe dizer quais dessas é adotada pelo Sistema Internacional de Unidades (SI)?

DESAFIO DO DIA

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Desafio do dia

DESAFIO DO DIA

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Em dias frios é possível perceber que os cabos de transmissão de energia elétrica ficam mais esticados que nos dias quentes, conforme o vídeo. Você saberia me dizer como é chamado esse fenômeno que iremos estudar hoje?

DESAFIO DO DIA

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