Dilatação

Dilatação volumétrica dos sólidos

Sabemos que quase todas as substâncias sólidas, líquidas ou gasosas, quando aquecidas, ou seja, quando há aumento de temperatura, se dilatam. A dilatação volumétrica dos sólidos, por sua vez, é aquela em que predomina a variação em três dimensões, ou seja, a variação do volume do corpo. Ao ser aquecido, o corpo teve seu volume aumentado.
Sabemos que vários materiais se dilatam quando são aquecidos e se contraem quando são resfriados. A parte da Física que estuda esse comportamento dos corpos chama-se Termologia. No estudo da Termologia, vimos que quando aquecemos certo material há aumento da agitação térmica de suas moléculas. Esse aumento ocasiona também um aumento na distância entre elas, dessa forma, ao se distanciarem, dá-se a “dilatação do corpo”.
A dilatação pode ocorrer de três maneiras: dilatação linear, superficial e volumétrica. Porém o trabalho tem por finalidade estudar a dilatação volumétrica dos objetos sólidos. A característica principal da dilatação volumétrica dos sólidos é que ela ocorre em todas as dimensões, ou seja, há variação de comprimento, largura e altura. Por exemplo, na ilustração acima, uma barra metálica tem suas dimensões aumentadas ao ser aquecida.
Por meio de um raciocínio semelhante ao que se faz na dilatação superficial, podemos mostrar que a dilatação volumétrica ΔV = V – V0 de um corpo, quando sua temperatura é aumentada ΔT = T – T0, é dada por:
ΔV= γ .V0 .ΔT
Ou de modo equivalente V= V0 (1+ γ.ΔT), em que V0 é o volume na temperatura T0, V é o volume na temperatura T e γ é o coeficiente de dilatação volumétrica, tal que: γ=3α Lembrando que α é o coeficiente de dilatação linear.
No SI as unidades são m3 para volume, K-1 para o coeficiente de dilatação volumétrica e K para a temperatura.
Dilatação térmica em nosso cotidiano
Em nosso cotidiano existem inúmeras situações que envolvem a dilatação térmica dos materiais. Quando colocamos uma quantidade de chá muito quente em um copo