Praticamente todas as subst�ncias, sejam s�lidas, l�quidas ou gasosas, dilatam-se com o aumento da temperatura e contraem-se quando sua temperatura � diminu�da e o efeito da varia��o de temperatura, especialmente a dilata��o, tem muitas implica��es na vida di�ria. Show
Voc� j� deve ter notado um espa�amento nos blocos de concreto das ruas e avenidas, bem como nos trilhos do trem ou em algumas pontes. Esse espa�amento � necess�rio justamente por causa da dilata��o que os materiais sofrem. Por exemplo, uma ponte met�lica de 300m de comprimento pode aumentar at� 20cm. Tamb�m em casa, aplicamos o efeito do aumento da temperatura, por exemplo, para abrirmos tampas de vidros de conserva, aquecendo-os de alguma forma. O controle da temperatura feito atrav�s de termostatos com l�minas bimet�licas, utilizadas no ferro el�trico e em termopares que s�o os dispositivos que constam em autom�veis e outros tipos de term�metros, ocorre com base na dilata��o de certos materiais.
Todos os corpos se dilatam da mesma maneira? A dilata��o � proporcional ao aumento de temperatura, mas n�o � a mesma para diferentes materiais, ou seja, mesmo para uma mesma varia��o de temperatura, a dilata��o dos corpos n�o ser� a mesma para diferentes materiais, pois cada um tem um coeficiente de dilata��o caracter�stico.
Devido ao aumento de volume que � diferente para cada material, n�o se recomenda encher completamente o tanque de combust�vel dos autom�veis, pois a gasolina derramaria, aproximadamente, dois litros se houvesse uma varia��o de 30oC na temperatura. As tampas de recipientes de vidro, como as conservas, aumentam de dimens�es mais do que o vidro, por isso soltam-se mais facilmente quando aquecidas. Al�m disso, a dilata��o depende de como � feito o corpo. Um prato de vidro grosso, por exemplo, estala e pode se quebrar quando colocamos �gua muito quente, pois as paredes internas se dilatam antes das externas, mas pratos de vidro mais finos n�o se rompem t�o facilmente, pois se aquecem de modo mais uniforme, por isso, os pratos feitos para uso dom�stico s�o de vidros especiais como o pirex que resistem a grandes varia��es de temperatura.A dilata��o de um corpo ocorre em todas suas dimens�es. Nos corpos s�lidos a dilata��o pode ser: Ocorre quando o corpo tem expans�o em uma dimens�o.
Por exemplo, os fios de telefone ou luz. Expostos ao Sol nos dias quentes do ver�o, variam suas temperaturas consideravelmente, fazendo com que o fio se estenda causando um envergamento maior, pois aumenta seu comprimento que passa de um comprimento inicial (Li) a um comprimento final (Lf). A mesma coisa acontece com o fio de cabelo quando se utiliza a "chapinha" para alis�-lo. Dizemos que a dilata��o provocou um aumento no comprimento dado por: L= Lf - Li.A dilata��o do fio depende de tr�s fatores: O comportamento aqui descrito para um fio � geral para qualquer corpo que tenha uma de suas dimens�es muito maior do que as outras duas e, nesse caso, podemos nos concentrar na dilata��o linear e calcular a varia��o no comprimento do corpo pela express�o: onde: Na tabela podemos verificar o valor do coeficiente de dilata��o linear de algumas subst�ncias.
Pela tabela podemos verificar o valor de alguns coeficientes de dilata��o para alguns materiais e compar�-los. Observamos que o valor do coeficiente para o vidro pirex �, aproximadamente, tr�s vezes menor do que o vidro comum por isso ele suporta maiores varia��es de temperatura e n�o trinca t�o facilmente como o vidro comum. O �lcool tem um coeficiente de dilata��o muito maior do que o merc�rio e ambos s�o utilizados na fabrica��o de term�metros. Na simula��o, podemos observar o fen�meno da dilata��o linear em um fio: quando h� aumento de temperatura, h� um aumento na extens�o do fio. H� corpos que podem ser considerados bidimensionais, pois sua terceira dimens�o � desprez�vel frente �s outras duas, por exemplo, uma chapa. Neste caso, a expans�o ocorre nas suas duas dimens�es lineares, ou seja, na �rea total do corpo. Na figura vemos uma chapa retangular que, quando aquecida, teve toda a sua superf�cie aumentada, passando de uma �rea inicial (Si) a uma �rea final (Sf), de modo que a dilata��o superficial � ( S, sendo S= Sf - Si).A dilata��o superficial, da mesma forma que a dilata��o linear, depende: Assim, podemos calcular a dilata��o ocorrida na superf�cie pela seguinte express�o matem�tica: Onde:
A dilata��o superficial � utilizada na coloca��o de aros met�licos ao redor das rodas de carro�as. Neste caso, o aro tem di�metro menor que o da roda por isso � aquecido para que se possa coloc�-lo e ao esfriar, se contrai, prendendo-se fortemente � roda de madeira. Podemos ver uma simula��o onde ocorre o fen�meno da dilata��o superficial em uma chapa: quando h� aumento de temperatura, h� um aumento nas dimens�es do corpo. Clique AQUI. O controle de temperatura do ferro el�trico � feito por um termostato constitu�do por uma l�mina bimet�lica que se dilata e se curva, formando um arco, quando aquecida, interrompendo o circuito el�trico. Quando fria, a l�mina permanece plana e torna a fazer o contato no circuito el�trico. Veja na simula��o a seguir:
E agora vejamos algumas demonstra��es: DILATA��O DOS S�LIDOS I e II. A grande maioria dos corpos s�lidos possui tr�s dimens�es: altura, comprimento e espessura; e, quando aquecidos, sofrem expans�o nessas tr�s dimens�es o que proporciona um aumento no volume total do corpo. A dilata��o ocorre de modo semelhante �s dilata��es linear e superficial, por�m dependente do coeficiente de dilata��o volum�trica o que � igual a tr�s vezes o coeficiente de dilata��o linear, ou seja, .Ent�o, podemos calcular a dilata��o ocorrida no volume pela equa��o abaixo: onde:
A dilata��o dos l�quidos e gases ocorre da mesma forma que com os corpos s�lidos? N�o podemos verificar a dilata��o de um l�quido sem coloc�-lo em um recipiente e, portanto, quando o l�quido � aquecido, haver� tamb�m a dilata��o volum�trica do recipiente, logo, o que observamos e podemos medir � a dilata��o aparente do l�quido. Para sabermos sua dilata��o real, precisamos descontar a dilata��o do recipiente, e para isso, precisamos conhecer os coeficientes de dilata��o volum�trica do l�quido e do recipiente. Por exemplo, os reservat�rios de combust�vel s�o preparados prevendo o aumento do volume tanto do recipiente quanto do combust�vel. H� term�metros que utilizam a dilata��o dos l�quidos como merc�rio e/ou �lcool, para a determina��o da temperatura dos corpos. Agora vejamos uma demonstra��o: DILATA��O DOS L�QUIDOS I. Tamb�m os gases, que n�o possuem volume definido, precisam ser colocados em recipientes fechados, e portanto, tamb�m devemos considerar a dilata��o volum�trica dos recipientes que os cont�m. Vejamos algumas demonstra��es: DILATA��O DOS GASES I e II. Os balonistas aplicam a dilata��o dos gases para encher seus bal�es, pois, com o aumento da temperatura, o ar, dentro do bal�o, fica menos denso e se dilata fazendo com que o bal�o estufe. Veja a simula��o da dilata��o dos gases:
E se a temperatura for reduzida ao inv�s de ser aumentada? Se a temperatura de um corpo � reduzida, normalmente, provoca uma diminui��o do seu volume, entretanto, h� exce��es. A �gua � a mais comum delas: de 4oC a 0oC sofre um aumento de volume. Tal comportamento da �gua � conhecido como "dilata��o an�mala".
Esse fen�meno pode ser constatato em regi�es com temperaturas muito baixas, durante o inverno. A �gua da superf�cie de um lago, em contato com o ar frio, aumenta de volume e congela, e o gelo funciona como um isolante t�rmico, n�o deixando que toda �gua do lago congele. Na parte inferior do lago, a �gua l�quida, mais densa que a �gua s�lida da parte superior, est� a 4oC. � por isso que ursos polares e esquim�s conseguem pescar, mesmo no gelo, pois fazem buracos na superf�cie at� alcan�ar a �gua l�quida.
Por que os corpos se dilatam? Se a temperatura de um corpo aumenta, conseq�entemente, aumenta a velocidade de seus �tomos e mol�culas, que passam, ent�o, a se movimentar rapidamente, ocorrendo um aumento no afastamento m�dio entre os �tomos, o que causa um aumento nas dimens�es do corpo, ou seja, de seu volume, e isto � o que se chama dilata��o. Reveja a simula��o da dilata��o da placa e observe o movimento de suas mol�culas. Clique AQUI. Por que um corpo altera suas dimensões quando sua temperatura aumenta Assinale a resposta correta?Dessa forma, o aumento das dimensões do corpo se dá pelo aumento do espaço entre as moléculas que compõem o corpo. Diante disso, se o aumento de temperatura produz expansão térmica do corpo, uma redução de temperatura provocará diminuição de volume, isto é, provocará a contração do corpo.
O que acontece com os corpos quando sofrem 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.
Quando um corpo amplia suas dimensões devido ao aumento de sua temperatura dizemos que ele sofreu uma dilatação térmica?A qualquer temperatura diferente do zero absoluto (0K = -2730C), esses átomos estão vibrando. Esse simples fato faz com que as dimensões do sólido se alterem e o corpo aumente de tamanho. Quando um corpo amplia suas dimensões devido ao aumento de sua temperatura, dizemos que ele sofreu uma dilatação térmica.
Quando um corpo sofre aumento de temperatura é tem suas dimensões físicas alteradas ele está sofrendo Que tipo de fenômeno?A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno que ocorre quando corpos que se encontram no estado sólido ou cristalino são expostos a uma grande variação de temperatura, de modo que as suas dimensões de comprimento, área ou volume são alteradas.
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