introdução de dilatação linear
A dilatação térmica consiste em uma variação no tamanho de um corpo quando este é submetido a uma variação de temperatura. Com o aumento desta temperatura, as moléculas que formam tais corpos são agitadas, o que gera um afastamento médio entre as mesmas e, consequentemente, ocasiona a dilatação. Já o contrário, ou seja, um resfriamento causa a contração.
Quase todas as substâncias presentes na natureza seguem este princípio de aumento de tamanho com a elevação da temperatura, e consequência disso, a densidade desses objetos diminui, mas a água apresenta comportamento diferente quando sua temperatura varia de 0ºC a 4ºC. Esse fenômeno é conhecido como estado anômalo da água.
Desse modo, percebe-se que a dilatação é uma manifestação macroscópica da variação da energia cinética das moléculas e isto pode acontecer de três formas: volumétrica, superficial e linearmente.
A dilatação linear é dada em apenas uma dimensão, o comprimento. É calculada por:
L=L0.ɑ.ΔT,
Onde: ΔL=variação do comprimento do objeto, L0=comprimento inicial do objeto, ɑ=coeficiente linear de dilatação e ΔT= variação da temperatura.
A dilatação superficial é a dilatação da área do corpo e obedece a seguinte lei:
S=S0.β.ΔT
Sendo S a variação da área do objeto,S0 a área inicial,β o coeficiente de dilatação superficial e é igual a 2ɑ, e ΔT a variação da temperatura.
E a dilatação volumétrica é quando a dilatação de um corpo ocorre nas três direções (comprimento, largura e altura). A dilatação de um líquido ou de um gás é volumétrica e a sua fórmula é: ΔV=V0.Ɣ.ΔT, Onde: γ é o coeficiente de dilatação térmica volumétrica, cuja unidade é a mesma do coeficiente de dilatação linear e superficial, e que também depende da natureza do material que constitui o corpo; γ= 3α;
Vo é o volume inicial do corpo;
ΔV e ΔT