A Dilatação Térmica Nos Líquidos
Por: culaia3 • 19/4/2024 • Pesquisas Acadêmicas • 1.029 Palavras (5 Páginas) • 59 Visualizações
AULA 1 e 2
Curso: Informática disciplina: Física
Classe: 11ª
Unidade: Fenómenos térmicos
Sumário: Dilatação térmica nos líquidos
A dilatação volumétrica de um líquido (Figura 1) segue uma lei ìdêntica à da ditatação dos sólìdos, válida quando o intervalo de temperatura considerado não é muito grande. Assim, a variação do volume líquido é diretamente proporcìonal ao volume inicial e à variação de temperatura ocorrida.[pic 1][pic 2][pic 3]
[pic 4]
Nessa fórmula, é uma constante de proporcionalidade denominada coeticiente de dilatação real do líquido, cuja unidade é o grau Celsius recíproco:.[pic 5][pic 6]
[pic 7]
Figura 1, Adilatação témica de üm líquido é estudada estando ele num recipiente Sólido.
Alguns exemplos de coeÍicientes de dilatação real:
[pic 8]
Como o líquido sempre está contido num recipiente sólído, que também se dìlata, a medida da dilatação do líquido é feita indiretamente. Vamos discutir um dos processos de medida indheta da dilatação do líquido.
De modo geral, os líquidos se dilatam mais que os sólidos. Por isso, um recipiente completamente cheio com líquido transborda quando aquecido. Por exemplo: completando-se o tanque de combustível de um carro numa manhã frìa, provavelmente ocorrerá vazamento em virtude do aumento de temperatura, ao longo do dia, caso não haja consumo de combustível.
Considere o mesmo frasco da figura 1, agora provido de um "ladrão" (figura 2). Nesse frasco é colocado um líquido até o nível do ladrão (figura 2a). Quando se aquece o conjunto, parte do líquido sai pelo ladrão (figura 2b).
Figura lO. O volumê de líquido que extravasa corresponde à medida da ditatação aparente [pic 9]
O volume de líquido extravasado equivale à dilatação aparente do líquido () e não à dilatação real (), pois o frasco também se dilata. Por exemplo, considerando que transbordam 5 , temos:[pic 10][pic 11][pic 12]
= 5 [pic 13][pic 14]
Sendo conhecida a dilatação do frasco (aumento de seu volume interno), podemos determinar a dilatação real sofrida pelo líquido. Por exemplo, se ovolume do recipiente até a altura do ladrão aumenta de 2 ( = 2 ), a dilatação real do líquido será:[pic 15][pic 16][pic 17]
+ [pic 18][pic 19]
A dilatação aparente e a dilatação do frasco são proporcionais ao volume inicial Vo e à variação de temperatura :[pic 20][pic 21][pic 22]
[pic 23]
[pic 24][pic 25]
Nessas fórmulas, é o coeficiente de dilatação aparente do líquido e é coeficiente de dilatação volumétrica do frasco.[pic 26][pic 27]
Relação entre os coeficiênte
comparando as fórmulas anteriores com a lei da dilatação do Iíquìdo ), obtemos:[pic 28]
+ [pic 29][pic 30]
[pic 31]
Por tanto:
[pic 32]
Logo: ou [pic 33][pic 34]
o coefìciente de dilatação aparente de um líquido é dado pela díferença entre o coeficiente de dilatacão real e o coeficiente de dilatação volumétrica do frasco
sendo assim, o coeficiente de dilatação aparente depende da natureza do líquido e do material que constitui o recipiente que o contém.
Exercício resolvido
- um recipiente de vidro de coefìciente de dilatação liner médio 9 tem volune de 100 a, 0 estando completamente cheio com um líquido. Ao ser aquecido até 200, extravasam 5 de líquido. Determine: [pic 35][pic 36][pic 37][pic 38][pic 39]
a) o coeficiente de dilatação aparente do líquido
b) o coeficiente de dilatação real do líquido
Solução
- O estravasamento mede a dilatação aparente do liquído 5 [pic 40][pic 41]
Temos ainda: 100 ; = 200 -0 =200 [pic 42][pic 43][pic 44][pic 45][pic 46][pic 47]
Da Fórmula: , obtemos:[pic 48]
[pic 49]
- O coeficiente de dilatação reaÌ é dado pela soma: [pic 50][pic 51]
O coefìciente de dilatação volumétrica do frasco é o triplo do coeficiente de dilatação linear:
[pic 52]
[pic 53]
Somando: [pic 54]
[pic 55]
[pic 56]
Exercícios Propostos
1-Um recipiente de vidro tem a 0 volume interno de 30 . Calcule o volume de mercúrio a ser colocado no recipiente de modo que o volume da parte vazia não se altere ao variar a temperatura. Dados: coeficiente de dilaração volumétrica do vídro = 24. coeficiente de dilatação do mercúrio = 180..[pic 57][pic 58][pic 59][pic 60]
...