Dilatação Térmica
Profa. Carolina Brito
Importante: este material tem fins didáticos.
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As figuras desta aula foram feitas por Leonardo Beltrão Duarte.
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Dilatação Térmica: Coeficientes de Dilatação Linear e Superficial, Notas de estudo de Termodinâmica
Nesta aula, a prof. Carolina brito aborda a dilatação térmica em uma barra fina e superficial, explicando o modelo de dilatação linear, coeficientes de dilatação linear e superficial, e exemplos de cálculo de variação de comprimento em um ponte de concreto. Além disso, são discutidos conceitos importantes como dilatação volumétrica e a importância relativa de termos quadráticos.
Tipologia: Notas de estudo
2022
1 / 21
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Dilatação Térmica
Profa. Carolina Brito
Importante: este material tem fins didáticos. Não é permitida sua reprodução, divulgação ou compartilhamento. As figuras desta aula foram feitas por Leonardo Beltrão Duarte.
Área 1 - Física IIIc
- Termodinâmica: algumas ideias e conceitos
- Equilíbrio & Lei Zero da Termodinâmica 3. Dilatação Térmica
- Calorimetria
- Mecanismos de Transferência de Calor
- Primeira Lei da Termodinâmica
Profa. Carolina Brito
Dilatação em uma barra “fina” (1 dimensão)
Modelo de dilatação linear:
coeficiente de dilatação linear
Dilatação em uma barra “fina” (1 dimensão)
Modelo de dilatação linear:
Alguns valores típicos de
● → Em metais, =10 -5^ (°C) -^. ● Ou seja, a cada 1°C, eles dilatam 0,01mm por metro
● Ponte de concreto ( = 10 -5^ (°C) -1^ ) ● Cidade com amplitude térmica entre inverno e verão: ~ ΔT=50°C
Exemplo 1:
Deseja-se construir uma ponte de concreto ( 2, = 10 -5^ /°C ) em uma cidade com uma amplitude térmica entre inverno e o verão de 50°C. Perguntam-se: (a) qual é a variação percentual de seu comprimento? (b) Se a ponte tiver 1km quando a temperatura é a menor, qual será a variação de seu comprimento?
(a)
(b)^ ●^ Se o tamanho da ponte for
Dilatação superficial (2D)
Em 1D:
Dilatação superficial (2D)
Dilatação superficial (2D)
Vamos estimar da Importância relativa destes termos:
Então, dependendo da precisão desejada da resposta, podemos desprezar o termo quadrático
Ou seja:
Dilatação superficial (2D)
Vamos estimar da Importância relativa destes termos:
Ou seja:
: Coeficiente de dilatação superficial
Dilatação superficial: o buraco
b
a
Dilatação Linear - Resumo
Em uma dimensão (1D)
coeficiente de dilatação linear
Superficial (2D) Volumétrica (3D)
coeficiente de dilatação superficial
coeficiente de dilatação volumétrica
A dilatação nem sempre é linear com a temperatura T
● Exemplo importante: a água ● Tem uma máximo de densidade em torno de 4°C → permite a vida dos peixes