Dilatação térmica

Dilatação térmica
As conseqüências habituais de variação na temperatura são variações no tamanho dos objetos e mudanças de fases de substancias. Considerando as dilatações que ocorrem sem mudanças de fase. Imaginemos um modelo simples de um solido cristalino. Os átomos são mantidos juntos, em uma disposição regular, por forças de origens elétricas. As forças entre os átomos são semelhantes as que seriam exercidas por um conjunto de molas que ligassem os átomos, de modo que podemos visualizar o solido como um colchão de molas microscópico. Estas “molas” são bastante duras e existem cerca de 10²² delas por centímetro cúbico. Em qualquer temperatura, os átomos do solido estão em vibração, cuja amplitude vale cerca de 10-9cm e a freqüência é de aproximadamente 10¹³ Hz.
Quando se eleva a temperatura, a distancia media entre os átomos também aumenta. Isto acarreta uma dilatação do corpo solido, como um todo, em virtude do aumento na temperatura. A variação de qualquer dimensão linear do solido, como o comprimento, largura ou espessura, denomina-se dilatação linear. Se o valor desta dimensão linear for l, a variação deste valor causada por uma variação ∆T de temperatura será ∆l. verifica-se experimentalmente que, se ∆T for suficientemente pequeno, esta variação ∆l será proporcional a variação de temperatura, ∆T,e ao valor inicial l. portanto, podemos escrever ∆l=l∆T, onde , denominado coeficiente de dilatação linear, tem valores diferentes para materiais diferentes. Reescrevendo esta formula, obtemos =1l∆lT , de modo que  pode ser interpretado como sendo a variação percentual no comprimento, por grau de variação na temperatura. Para todas as substancias relacionadas, a variação de tamanho consiste de uma dilatação quando a temperatura aumenta, pois  é positivo. A ordem de grandeza da dilatação é de 1 milímetro por metro de comprimento, por 100 graus Celsius.
Para muitos solido, denominado isotrópico, a variação percentual no comprimento, para uma dada variação