Uma variação que acontece diante das dimensões de um corpo, quando está submetido a diferença de temperatura, é a dilatação térmica, muito estudada na física. Independente da fórmula dos corpos, sejam sólidos, líquidos ou gasosos, há diferença na dimensão, conforme a diferença da temperatura.
Isso altera o comprimento, a dureza, a condutividade elétrica e várias outras funções, tudo por meio da temperatura do corpo. Leia, aqui no Gestão Educacional, todas as informações e todos os tipos de dilatação térmica.
Dilatação térmica dos sólidos
O aumento da temperatura aumenta, também, a vibração e a distância entre os átomos formadores do corpo sólido. Diante disso, há um aumento na dimensão.
Conforme a dilatação é maior em determinada dimensão, a dilatação dos sólidos pode ser classificada entre linear, superficial e volumétrica. Leia mais, abaixo.
Dilatação linear
Esse tipo de dilatação considera apenas a dilatação que foi sofrida em uma das dimensões. Isso acontece com fios, em que o comprimento é mais relevante do que a espessura.
O cálculo usado na dilatação linear é: ΔL = L0.α.Δθ
Cada elemento significa:
- ΔL: quantidade da variação do comprimento (m ou cm);
- L0: tamanho do comprimento inicial (m ou cm);
- α: quantidade do coeficiente de dilatação linear (ºC-1);
- Δθ: quantidade da variação de temperatura (ºC).
Dilatação superficial
Chamada assim quando a dilatação foi sofrida em uma determinada superfície. Isso acontece comumente em chapas de metal.
A fórmula utilizada para cálculo é: ΔA = A0.β.Δθ
Em que os elementos representam:
- ΔA: quantidade da variação da área (m2 ou cm2);
- A0: valor da área inicial (m2 ou cm2);
- β: quantidade de dilatação superficial (ºC-1);
- Δθ: número de variação de temperatura (ºC).
O coeficiente de dilatação superficial, representado por β, é a mesma quantidade de duas vezes o valor do coeficiente de dilatação linear, que é α – no caso, a fórmula é: β = 2 . α.
Dilatação volumétrica
O cálculo da dilatação volumétrica acontece com o aumento no volume do corpo, por exemplo, em barras de ouro. A fórmula utilizada para esse cálculo é: ΔV = V0.γ.Δθ
Nesse caso, os símbolos representam:
- ΔV: quantidade da variação do volume (m3 ou cm3);
- V0: número do volume inicial (m3 ou cm3);
- γ: quantidade do coeficiente de dilatação volumétrica (ºC-1);
- Δθ: valor da variação de temperatura (ºC).
O coeficiente volumétrico, representado por γ, é sempre 3 vezes maior que o coeficiente da dilatação linear, no caso α – γ = 3 . α.
Valores da dilatação linear
A dilatação que o material sofre vai variar diante do material composto, dessa maneira, no cálculo da dilatação, há a consideração de qual substância o material é feito, por meio do coeficiente de dilatação linear α.
Veja a tabela, abaixo, com o valor de cada substância:
[table id=5 /]Dilatação térmica dos líquidos
Os líquidos, mesmo com algumas exceções, têm o seu volume aumentado quando a temperatura aumenta, assim como os sólidos. Porém, precisamos lembrar que não possuem forma própria, assumindo a mesma do recipiente que as cerca.
Nesse caso, para os líquidos, não há porque calcular a dilatação linear e nem a superficial, somente a volumétrica. Veja, a seguir, a tabela do coeficiente de dilatação volumétrica de determinadas substâncias:
[table id=6 /]