Dilatação

Em termodinâmica, dilatação térmica é o nome que se dá ao aumento do volume de um corpo ocasionado pelo aumento de sua temperatura, o que causa o aumento no grau de agitação de suas moléculas e consequente aumento na distância média entre as mesmas. A dilatação ocorre de forma mais significativa nos gases, de forma intermediária nos líquidos e de forma menos explícita nos sólidos, podendo-se afirmar que: Dilatação nos gases > Dilatação nos líquidos > Dilatação nos sólidos.
Experimentos podem ser usados para mostrar a dilatação de forma mais evidente, como o identificado na figura ao lado, que consiste de uma esfera, um anel, uma haste e uma vela. A esfera, quando em temperatura ambiente, passa facilmente pelo orifício, quando aquecemos a mesma, ela sofre expansão térmica, não passando mais pelo anel. Podemos chegar ao mesmo resultado, mantendo a temperatura da esfera e resfriando o anel, que por sua vez comprime, impossibilitando a passagem da esfera.1
Fórmula genérica: materiais isotrópicos[editar]
Nos materiais isotrópicos pode-se calcular a variação de comprimento, e consequentemente de área e volume, em função da variação de temperatura: \Delta L = \alpha \cdot L_0 \cdot \Delta T \Delta L,\ variação do comprimento em metros (m) ; \alpha,\ coeficiente de dilatação linear em 1/Kelvin ( K^{-1} ) ; L_0,\ comprimento inicial em metros (m) ; \Delta T = T-T_0,\ variação de temperatura em Kelvin (K) ou em graus Celsius (°C).
Nota: Visto que se utiliza uma variação, uma diferença, é indiferente que a unidade de medida da temperatura seja graus Celsius ou Kelvin pois ambas são centigradas. Se o coeficiente de dilatação for dado em Fahrenheit, a temperatura do cálculo deve ser também Fahrenheit.
Tensor de dilatação térmica: materiais anisotrópicos[editar]
Os materiais cristalinos não cubicos apresentam uma dilatação anisotrópica:o seu coeficiente de dilatação \alpha\, varia com a direção. Para descrever a sua dilatação recorre-se a um tensor simétrico