Dilatação de um sólido metálico

DILATAÇÃO LINEAR DE UM SÓLIDO METÁLICO

Objetivos
A aula prática de laboratório de Ondas e Termodinâmica, teve como principal objetivo observar os processos de dilatação térmica, além de saber um pouco mais sobre o que é, e como ela ocorre, e o descobrimento do coeficiente de dilatação de alguns materiais, através da prática realizada.

Introdução

Dilatação Térmica
Todos os corpos existentes na natureza, sólidos, líquidos ou gasosos, quando em processo de aquecimento ou resfriamento, ficam sujeitos à dilatação ou contração térmica. O processo de contração e dilatação dos corpos ocorre em virtude do aumento ou diminuição do grau de agitação das moléculas que constituem os corpos. Ao aquecer um corpo, por exemplo, ocorrerá um aumento na distância entre suas moléculas em consequência da elevação do grau de agitação das mesmas. Esse espaçamento maior entre elas se manifesta através da escansão das dimensões do corpo, as quais podem ocorrer de três formas: linear, superficial e volumétrica. O contrário ocorre quando os corpos são resfriados. Ao acontecer isso as distâncias entre as moléculas são diminuídas e em consequência disso há diminuição nas dimensões do corpo.

- Dilatação Linear: Aplica-se apenas para os corpos em estado sólido, e consiste na variação considerável de apenas uma dimensão. Como, por exemplo, em barras, cabos e fios. Essa variação pode ser calculada a partir da seguinte equação matemática, veja:
ΔL=L0. α. ΔT
Onde:
α é o coeficiente de dilatação térmica linear, cuja unidade é o °C-1, que depende da natureza do material que constitui o corpo;
Lo é o comprimento inicial do corpo;
ΔL e ΔT são, respectivamente, a variação do comprimento e da temperatura do corpo.
Ainda podemos observar o seguinte: lembrando que ΔL = L - L0 podemos substituir essa relação na equação da dilatação:
ΔL=L−L0=L0.α.ΔT
⇒L=L0+L0.α.ΔT
⇒L=L0 (1+α.ΔT)