Dilatação Termica

O que é Dilatação Linear

A dilatação linear se refere à variação do comprimento de um material devido à variação de temperatura do material. Todo vez que um material tem sua temperatura aumentada os átomos que compõem o material se agitam fazendo com que a distância entre os átomos aumente. Com isso o material sofre uma dilatação.

Quando é reduzida a temperatura de um material os átomos se agrupam mais ocasionando uma contração no comprimento do material.

Aplica-se apenas para os corpos em estado sólido, e consiste na variação considerável de apenas uma dimensão. Como, por exemplo, em barras, cabos e fios.

Fórmula da Dilatação Linear

Existe uma fórmula simples que permite calcular a dilatação ou contração de um material exposto a variação de temperatura.

Fórmula da dilatação linear

Cada material possui seu próprio coeficiente de dilatação(α). O coeficiente de dilatação indica o quanto um determinado material é sensível às variações de temperatura. Geralmente o coeficiente de dilatação é informado no exercício.

OBS: Para que a fórmula da dilatação funcione é preciso que a unidade de temperatura esteja em °C, se estiver em ºF ou K converta para °C.

Substância Coeficiente de dilatação linear (oC-1)

Aço 11x10-6

Água 69x10-6

Álcool 333,67x10-6

Cobre 16,8x10-6

Ferro 11,4x10-6

Madeira 30x10-6

Mercúrio 60,67x10-6

Ouro 14,3x10-6

Prata 18,8x10-6

Vidro comum 9x10-6

Vidro pirex 3,2x10-6

Com isso é possível concluir que a dilatação linear ocorre de maneira proporcional à variação de temperatura e ao comprimento inicial.

A unidade usada para α é o inverso da unidade de temperatura, como:

Alguns valores usuais de coeficientes de dilatação linear:

Lâmina bimetálica

Uma das aplicações da dilatação linear mais utilizadas no cotidiano é para a construção de lâminas bimetálicas, que consistem em duas placas de materiais diferentes, e, portanto, coeficientes de dilatação linear diferentes, soldadas. Ao serem aquecidas, as placas aumentam seu comprimento de forma desigual, fazendo com que esta lâmina soldada entorte.

As lâminas