Processo de dilatação de um corpo que sofre aumento de temperatura
A dilatação térmica acontece quando um determinado corpo sofre um aumento na sua temperatura, resultando no aumento do seu volume. Isso acontece porque no momento em que a temperatura é aumentada, as moléculas presentes nesse corpo, se agitam e geram o aumento da distância entre elas.
O processo de dilatação térmica pode acontecer quando um corpo está em estado gasoso, líquido ou sólido. Esse fenômeno é mais intenso nos gases, em seguida nos líquidos e, de forma mais simples, nos sólidos.
Os ferros dos trilhos de trem amassados são ótimos exemplos de como funciona o processo de dilatação térmica, essa estrutura sofre deformação por causa do aumento da temperatura que ocorre quando os trens passam.
Além dos trilhos de trem, também é possível notar a dilatação térmica quando se esquenta uma barra de ferro para modificar a sua forma ou estrutura. (Foto: Pixabay)
Cada corpo sofre com o aumento de temperatura de uma forma diferente. Todo corpo que possua dimensões de altura, largura e profundidade pode sofrer dilatação térmica quando entrar em contato com o calor.
Um exemplo do como o processo de dilatação térmica é diferente em cada corpo, é quando esquentamos um recipiente de vidro com tampa para que ele abra com mais facilidade. O que acontece é que a tampa consegue dilatar mais rápido que o vidro, fazendo como que se consiga abrir o pote.
Processo de Dilatação Térmica dos Líquidos
No processo de dilatação térmica dos líquidos, só é possível calcular a dilatação linear ou a dilatação superficial, pois o corpo líquido não tem forma própria, por isso assume a forma do recipiente em que se encontra.
Os corpos que se encontram em estado líquido tendem a aumentar de volume de forma muito rápida, praticamente no mesmo instante em que aumentam de temperatura.
Em razão disso, apenas a dilatação volumétrica dos corpos líquidos pode ser calculada.
Confira na lista abaixo alguns exemplos e seus coeficientes de dilatação:
- Acetona | Coeficiente: 14,93.10-4
- Água | Coeficiente: 1,3.10-4
- Álcool | Coeficiente: 11,2.10-4
- Glicerina | Coeficiente: 4,9.10-4
- Mercúrio | Coeficiente: 1,8.10-4
Processo de Dilatação Térmica dos Sólidos
No processo de dilatação térmica dos sólidos, os átomos se distanciam entre si com o aumento da temperatura, isso faz com que o corpo em questão aumente as proporções de sua dimensão.
Esse aumento de dimensão pode ocorrer de três formas. São elas: linear, superficial ou volumétrica. Confira abaixo a definição dessas formas:
Dilatação Linear
No processo de dilatação linear, é escolhida apenas uma das dimensões de um determinado corpo, que teve a sua temperatura aumentada.
Usamos a seguinte fórmula para calcular a dilatação linear:
Fórmula para cálculo da dilatação linear.
O primeiro elemento desta fórmula simboliza a variação do comprimento (que pode ser em metro ou centímetro), o segundo elemento simboliza o comprimento inicial, o terceiro elemento que simboliza o Coeficiente de dilatação linear (ºC-1) e o último elemento simboliza a variação de temperatura.
O material de que o corpo em questão é feito é chamado de coeficiente de dilatação linear. Esse material é importante para o cálculo do valor da dilatação linear de um determinado corpo.
Confira na lista abaixo alguns exemplos materiais e seus respectivos coeficientes de dilatação:
- Aço | Coeficiente: 11.10-6
- Alumínio | Coeficiente: 22.10-6
- Chumbo | Coeficiente: 27.10-6
- Cobre | Coeficiente: 17.10-6
- Concreto | Coeficiente: 12.10-6
- Ferro | Coeficiente: 12.10-6
- Porcelana | Coeficiente: 3.10-6
- Ouro | Coeficiente: 15.10-6
- Platina | Coeficiente: 9.10-6
- Prata | Coeficiente: 19.10-6
- Vidro Comum | Coeficiente: 8.10-6
- Zinco | Coeficiente: 26.10-6
Dilatação Superficial
No processo de dilatação superficial, a dilatação sofrida pela superfície do corpo é o elemento principal do cálculo.
Usamos a seguinte fórmula para calcular a dilatação superficial:
Fórmula para cálculo da dilatação superficial.
O primeiro elemento desta fórmula simboliza a variação da área (que por ser por metro quadrado ou por centímetro quadrado), o segundo elemento simboliza a área inicial, o terceiro elemento simboliza o coeficiente de dilatação superficial e o último elemento simboliza a variação de temperatura.
Para saber o valor do coeficiente de dilatação superficial basta multiplicar o valor do coeficiente de dilatação linear por 2.
Dilatação Volumétrica
No processo de dilatação volumétrica, o aumento do volume de um corpo é o elemento principal do cálculo.
Usamos a seguinte fórmula para calcular a dilatação volumétrica:
Fórmula para cálculo da dilatação volumétrica.
O primeiro elemento desta fórmula simboliza a variação do volume (que pode ser em metro cúbico ou em centímetro cubico), o segundo elemento simboliza o volume inicial, o terceiro elemento simboliza o coeficiente de dilatação volumétrica e o último elemento simboliza a variação de temperatura.