seminário dilatação, Notas de estudo de Engenharia Agronômica

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Dilatação de sólidos

Alunos:

Diego kudrek Souza;

Geiza Valentim;

Tatiane Hilgenberg;

Micheli Gabardo;

Saskia Sleutjes.

Por que os corpos se dilatam?

Se a temperatura de um corpo aumenta, conseqüentemente,

aumenta a velocidade de seus átomos e moléculas, que passam a se

movimentar rapidamente, ocorrendo um aumento no afastamento

médio entre os átomos, o que causa um aumento nas dimensões do

corpo, ou seja, de seu volume, e isto é o que se chama dilatação.

 Praticamente todas as substâncias, sejam sólidas, líquidas ou gasosas, dilatam-se com o aumento da temperatura e contraem-se quando sua temperatura é diminuída.

 A dilatação de um corpo ocorre em todas suas dimensões. Nos corpos sólidos a dilatação pode ser:  · Linear  · Superficial  · Volumétrica

Ocorre quando o corpo tem expansão em uma dimensão.

• (^) os fios de telefone ou luz. Expostos ao Sol nos dias quentes do verão, variam suas temperaturas consideravelmente, fazendo com que o fio se estenda causando um envergamento maior, pois aumenta seu comprimento que passa de um comprimento inicial (Li) a um comprimento final (Lf). A mesma coisa acontece com o fio de cabelo quando se utiliza a "chapinha" para alisá-lo. Dizemos que a dilatação provocou um aumento no comprimento dado por: L= Lf - Li. Linear

Depende de três fatores: · da substância de que é feito o fio; · da variação de temperatura sofrida pelo fio; · e do comprimento inicial do fio. O comportamento descrito para um fio é geral para qualquer corpo que tenha uma de suas dimensões muito maior do que as outras duas e, nesse caso, podemos calcular a variação no comprimento do corpo pela expressão: onde: · L = variação de comprimento do fio, ou seja, é a dilatação linear; · α = coeficiente de dilatação linear, que é uma característica da substância; · Li = comprimento inicial; · T = variação de temperatura, ou seja, T = Tf - Ti, onde Ti representa a temperatura inicial do fio e Tf a temperatura final.

SUPERFICIAL  (^) Há corpos que podem ser considerados bidimensionais, pois sua terceira dimensão é desprezível frente às outras duas, por exemplo, uma chapa. Neste caso, a expansão ocorre nas suas duas dimensões lineares, ou seja, na área total do corpo.  (^) Na figura vemos uma chapa retangular que, quando aquecida, teve toda a sua superfície aumentada, passando de uma área inicial (Si) a uma área final (Sf), de modo que a dilatação superficial é (S, sendo S= Sf - Si).  (^) podemos calcular a dilatação ocorrida na superfície pela seguinte expressão matemática:  (^) Onde:  (^) · S é a dilatação superficial ou o quanto a superfície variou;  (^) · é o coeficiente de dilatação superficial;  (^) · Si é a área inicial;  (^) · T é a variação de temperatura.

 (^) A dilatação superficial é utilizada na colocação de aros metálicos ao redor das rodas de carroças. Neste caso, o aro tem diâmetro menor que o da roda por isso é aquecido para que se possa colocá-lo e ao esfriar, se contrai, prendendo-se fortemente à roda de madeira.  (^) O controle de temperatura do ferro elétrico é feito por um termostato constituído por uma lâmina bimetálica que se dilata e se curva, formando um arco, quando aquecida, interrompendo o circuito elétrico. Quando fria, a lâmina permanece plana e torna a fazer o contato no circuito elétrico.

A dilatação dos líquidos e gases ocorre da mesma forma que com os corpos sólidos? Não podemos verificar a dilatação de um líquido sem colocá-lo em um recipiente e, portanto, quando o líquido é aquecido, haverá também a dilatação volumétrica do recipiente, logo, o que observamos e podemos medir é a dilatação aparente do líquido. Para sabermos sua dilatação real , precisamos descontar a dilatação do recipiente, e para isso, precisamos conhecer os coeficientes de dilatação volumétrica do líquido e do recipiente.

Procedimento Experimental:  Determinou-se o comprimento inicial da barra;  Determinou-se a temperatura;  Mediu-se o raio do eixo do dilatamento;  Determinou-se o ângulo de inclinação;  Calculou-se o coeficiente de dilatação.

Aplicações:  rede elétrica ou nos arames de cercas, que em dias quentes apresentam-se menos tensos que em dias frios

 em portões que se abrem mais facilmente em dias frios do que em dias quentes

Efeitos indesejáveis:

 as calçadas apresentam vãos entre os blocos de cimento,

feitos para que quando estes blocos se dilatarem, não se

comprimam e apresentem rachaduras.

 os trilhos de trem, que apresentam um aumento em seu

comprimento em dias quentes e que, portanto podem

entortar se não forem planejados visando este efeito.

 os cabos da rede elétrica que podem romper-se em dias

frios por serem muito tensionados.

Referências:

 BONJORNO&CLINTON, Temas de Física, Volume único, Editora

FTD, pág, 279, Curitiba – PR, 1998.

 RAUL MAIA, I ntrodução a pesquisa Física, 1º edição, Editora DCL,

pág 630, Sorocaba – SP 1999.

 MÁXIMO. A & ALVARENGA, Física, Volume 2, 1 edição,Editora

Scipione, pág,50,51, São Paulo, 2009.