Dilatação de sólidos

 

Um corpo, ao ser aquecido, terá um aumento na vibração das partículas que o compõem. Isso faz com que as partículas ocupem um espaço maior e, em decorrência disso, o corpo sofre uma dilatação.

As partículas que compõem um sólido vibram em torno de uma posição de equilíbrio e mantêm uma posição fixa em relação às demais partículas. Um corpo, ao se aquecer, sofre dilatação em todas as suas dimensões (comprimento, largura e espessura), sendo possível analisar essa dilatação de forma linear, superficial e volumétrica.

a) Dilatação linear

A dilatação de um corpo pode ser considerada linear quando o comprimento dele for muito maior do que a sua área de secção transversal.

A constante de proporcionalidade α depende da substância e é denominada coeficiente de dilatação linear do material que constitui a barra.

b) Dilatação superficial

A dilatação de um corpo pode ser considerada superficial quando a área do sólido for muito maior do que a sua espessura.

c) Dilatação volumétrica

Consideramos a dilatação volumétrica quando analisamos todas as dimensões do sólido. 

Dilatação de furos

Uma chapa com um furo, ao ser aquecida, sofre aumento tanto da sua área quanto do furo.

Dois corpos, um maciço e outro oco, ambos de mesmo material e mesmo volume inicial, ao sofrerem um mesmo acréscimo de temperatura (ΔT), sofrerão a mesma dilatação.

Lâminas bimetálicas

Dadas duas lâminas de materiais diferentes, comprimentos iguais na temperatura T₀ e com coeficiente de dilatação linear α₁ da lâmina 1 e coeficiente de dilatação linear α₂ da lâmina 2, soldadas uma à outra, temos:

Se α₁ > α₂, então:

• No aquecimento (T > T₀), a lâmina 1 dilata-se mais do que a 2.

• No resfriamento (T < T₀), a lâmina 1 se contrai mais do que a 2.

Por Thiago Miranda
Me. Prof. de Física