Mapa Mental sobre Dilatação Térmica – Conceitos, Fórmulas e Coeficientes de Dilatação
Transcrição do Mapa Mental sobre Dilatação Térmica
Definição Aumento do volume de um corpo quando a temperatura aumenta O corpo cresce com a agitação das moléculas
1 Dimensão Cálculo do comprimento usar a dilatação linear Ex: barra Ocorre em sólidos
2 Dimensões Cálculo da área usar a dilatação superficial Ex: chapa Ocorre em sólidos
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3 Dimensões
Cálculo do volume mesmo complexo
Usar a dilatação volumétrica
Ex: barra de ouro
Ocorre em líquidos
Linear
ΔL = L₀.α.ΔT
ΔL = tamanho final – inicial (o quanto cresceu)
L₀ = tam. inicial
α = coeficiente de dilatação linear (o exercício fornece)
ΔT = temperatura final – inicial
Obs.: quanto maior for o α, maior será o ΔL
Superficial
ΔA = A₀.β.ΔT
ΔA = área total
A₀ = área inicial
β = 2.α
ΔT = temperatura final – inicial
Volumétrica
ΔV = V₀.γ.ΔT
ΔV = volume final – inicial
V₀ = volume inicial
γ = 3.α
ΔT = temperatura final – inicial
Tabela Material α(°C⁻¹)
Água 2,3.10⁻⁴
Alumínio 2,4.10⁻⁵
Latão 2,0.10⁻⁵
Bronze 1,9.10⁻⁵
Ouro 1,4.10⁻⁵
Cobre 1,4.10⁻⁵
Ferro 1,2.10⁻⁵
Aço 1,2.10⁻⁵
Platina 0,9.10⁻⁵
Vidro 0,9.10⁻⁵
Mercúrio 1,8.10⁻⁴
Acetona 24,8.10⁻⁴
Mapa Mental sobre Dilatação Térmica Linear – Conceitos, Fórmulas e Coeficientes
Transcrição do Mapa Mental sobre Dilatação Térmica É o aumento do volume de um corpo ocasionado pelo aumento da sua temperatura, que causa a agitação das moléculas
Representação Gráfica [Gráfico mostrando L x θ]
Dilatação Linear Quando a variação de temperatura de um corpo modifica a distância entre dois corpos, que pode sofrer várias variações
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ΔL = L₀.α.Δθ
α → coeficiente de dilatação linear
Coeficientes lineares Substância α(°C⁻¹) Chumbo 27.10⁻⁶ Zinco 26.10⁻⁶ Alumínio 22.10⁻⁶ Prata 19.10⁻⁶ Cobre 17.10⁻⁶ Ouro 15.10⁻⁶ Ferro 12.10⁻⁶
Mapa Mental sobre Dilatação Térmica – Tipos, Fórmulas e Aplicações
Transcrição do Mapa Mental sobre Dilatação
A dilatação térmica ocorre quando o aumento da temperatura ocasiona uma expansão nas dimensões dos corpos.
Quando existe diminuição na temperatura, o fenômeno inverso é chamado de contração térmica.
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Dilatação dos Sólidos:
Linear (comprimento)
fios e barras longas
ocorre em 1 dimensão
ΔL = L₀.α.ΔT
L = L₀(1+α.ΔT)
Superficial (área)
placas, pisos e quadros
ocorre em 2 dimensões
ΔA = A₀+β.ΔT
A = A₀+ΔA
β = 2.α
A = A₀(1+β.ΔT)
Volumétrica (volume)
latas e blocos
ocorre em 3 dimensões
ΔV = V₀.γ.ΔT
V = V₀(1+γ.ΔT)
γ = 3α
Obs: Lâmina bimetálica
aquecendo → resfriando
Obs: partes vazias se dilatam como se fossem preenchidas
Obs: Ao aquecer
Mapa Mental sobre Dilatação Térmica e Exemplos
Transcrição do Mapa Mental sobre Dilatação
ΔT → agitação → distância entre moléculas → dilatação
- Lâmina Bimetálica:
- αA > αB → LA > LB
- αA < αB → LA < LB
Fórmulas:
- Tamanho inicial (X₀).
- Coeficiente de dilatação (α).
- Variação de temperatura (ΔT).
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- Dimensões (linear):
ΔL = α₀ · L₀ · ΔT - Dimensões (áreas):
ΔA = 2α₀ · A₀ · ΔT - Dimensões (volumes):
ΔV = 3α₀ · V₀ · ΔT
Dilatação irregular da água:
- Volume mínimo
- Densidade máxima
Área com furos:
- Dilata a chapa e o furo.
Dois corpos com mesma dilatação:
- ΔX = X₀
- ΔL = L₀ · α₀ · ΔT
Dilatação de líquido:
ΔVtotal = V₂ + VR
Observação: Líquido dilata + recipiente que o contém.
Mapa Mental sobre Dilatação Térmica com Exemplos e Fórmulas
Transcrição do Mapa Mental sobre Dilatação Térmica
Dilatação Linear
ΔL = L₀αΔT
[α] = °C⁻¹
Dilatação Superficial
ΔS = S₀βΔT
β = 2α
Dilatação Volumétrica
ΔV = V₀γΔT
γ = 3α
Dilatação dos Líquidos
ΔVreal = ΔVap + ΔVrecip
Vreal = Vap + Vrecip
Dilatação Anômala da Água
De 0°C a 4°C → a água se contrai
De 4°C para cima → a água se expande
Gráfico: V (cm³) x T (°C)
Mapa Mental sobre Dilatação Térmica com Tipos de Dilatação
Transcrição do Mapa Mental sobre Dilatação Térmica
Comportamento térmico dos sólidos
No estado sólido, as moléculas da substância se dispõem de maneira regular e, entre elas, agem intensas forças de coesão. As moléculas não permanecem em repouso, mas seu movimento é muito limitado, havendo apenas uma vibração em torno de certas posições.
À medida que se aumenta a temperatura de um sólido, a amplitude das vibrações moleculares aumenta.
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Se a temperatura diminuir, diminuem as distâncias médias entre as moléculas, pois a amplitude das vibrações moleculares torna-se menor. As dimensões do sólido diminuem, ocorrendo a contração térmica.
Dilatação térmica linear
O coeficiente de proporcionalidade α é uma característica do material que constitui a barra, denominada coeficiente de dilatação térmica linear do material.
ΔL = L₀ . α . Δθ
Dilatação térmica superficial
O coeficiente de proporcionalidade β é uma característica do material que constitui a placa, denominada coeficiente de dilatação térmica superficial do material.
ΔA = A₀ . β . Δθ
Observação: β ≈ 2α
Dilatação térmica volumétrica
O coeficiente de proporcionalidade γ é uma característica do material que constitui o corpo sólido, denominado coeficiente de dilatação térmica volumétrica do material.
ΔV = V₀ . γ . Δθ
Observação: γ ≈ 3α