O que você deve saber sobre
DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS
Todos os corpos, quando aquecidos, apresentam dilatação térmica
decorrente do aumento da vibração de suas moléculas. A dilatação
dos sólidos será classificada como linear, superficial ou volumétrica,
apenas para facilitar a compreensão do fenômeno, quando o objeto
é analisado em dimensões separadas.
I. Dilatação linear dos sólidos
:
• é o coeficiente de dilatação;
• depende do material de que o corpo é feito.
A dilatação foi muito exagerada
para fins didáticos.
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II. Dilatação superficial
: coeficiente de dilatação superficial
DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS
II. Dilatação superficial
Dilatação de furos
Ao aquecer uma chapa furada, observamos que o furo também se
dilata. E a magnitude da dilatação indica que o furo se comporta
como se fosse feito do mesmo material que o rodeia.
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III. Dilatação volumétrica
Ocorre quando todas as dimensões do sólido sofrem dilatações.
: coeficiente de dilatação volumétrica
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IV. Dilatação dos líquidos
O volume extravasado do pequeno recipiente corresponde à dilatação aparente do líquido.
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V. Dilatação anômala da água
Em geral, as substâncias se dilatam ao serem aquecidas. A água,
porém, apresenta comportamento inverso no intervalo de
temperatura entre 0 ºC e 4 ºC, à pressão normal.
Variação do volume da água em função
da temperatura, sob pressão normal
DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS
V. Dilatação anômala da água
Causa: a estrutura molecular de água (H2O) e o modo como as
moléculas se agrupam na fase sólida, formando ligações chamadas
pontes de hidrogênio entre os átomos de oxigênio e os átomos de
hidrogênio das moléculas vizinhas.
DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS E DOS LÍQUIDOS
MICHAEL BAUER/SHUTTERSTOCK
V. Dilatação anômala da água
Mesmo sob temperaturas
externas rigorosas, apenas as
regiões próximas à superfície do
lago congelam, enquanto as
águas profundas se mantêm a
4 °C, ainda hospitaleiras ao
ecossistema aquático.
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
3
(UniFEI-SP)
Duas barras, sendo uma de ferro e outra de alumínio, de mesmo comprimento L = 1 m a 20 ºC, são unidas e aquecidas até
320 ºC. Sabe-se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é de αFe = 12 . 10-6 ºC-1 e o do alumínio, de αAl = 22 . 10-6 ºC-1.
Qual é o comprimento final após o aquecimento?
a) Lf = 2,0108 m
b) Lf = 2,0202 m
c) Lf = 2,0360 m
d) Lf = 2,0120 m
e) Lf = 2,0102 m
RESPOSTA: E
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
4
(Olimpíada Brasileira de Física)
Em um experimento no laboratório, um estudante observa o processo de dilatação linear de uma vara de metal com
coeficiente linear de dilatação . O gráfico obtido no experimento é mostrado abaixo, com o comprimento da vara L em
milímetros e a temperatura em graus Celsius.
A vara é constituída de que material?
a) chumbo ( = 27 . 10-6 ºC-1)
b) zinco ( = 26 . 10-6 ºC-1)
c) alumínio ( = 22 . 10-6 ºC-1)
d) cobre ( = 17 . 10-6 ºC-1)
e) ferro ( = 12 . 10-6 ºC-1)
RESPOSTA: C
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(Mackenzie-SP)
Uma placa de aço sofre uma dilatação de 2,4 cm², quando aquecida a 100 ºC.
Sabendo que o coeficiente de dilatação linear médio do aço, no intervalo
considerado, é 1,2 . 10-6 ºC-1, podemos afirmar que a área da placa,
antes desse aquecimento, era:
a) 200,0 m².
b) 100,0 m².
c) 2,0 m².
d) 1,0 m².
e) 0,010 m².
RESPOSTA: D
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(UFRGS-RS)
Um recipiente de vidro, cujas paredes são finas, contém glicerina. O conjunto se encontra a 20 ºC. O coeficiente de dilatação linear
do vidro é 27 . 10-6 ºC-1 e o coeficiente de dilatação volumétrica de glicerina é 5,0 . 10-4 ºC-1.
Se a temperatura do conjunto se elevar para 60 ºC, pode-se afirmar que
o nível da glicerina no recipiente:
a) baixa, porque a glicerina sofre um aumento de volume menor do que
o aumento na capacidade do recipiente.
b) se eleva, porque a glicerina aumenta de volume e a capacidade do
recipiente diminui de volume.
c) se eleva, porque apenas a glicerina aumenta de volume.
d) se eleva, apesar de a capacidade do recipiente aumentar.
e) permanece inalterado, pois a capacidade do recipiente aumenta tanto
quanto o volume da glicerina.
RESPOSTA:D
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
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(Fatec-SP)
Um frasco está inteiramente cheio com 2,0 litros de determinado líquido, que tem coeficiente de dilatação volumétrica
5,0 . 10-4 ºC-1. Aquecendo-se o conjunto de 50 ºC, nota-se transbordamento de 47 mL de líquido. Supondo-se desprezível a
evaporação do líquido, o coeficiente de dilatação linear do material do qual é feito o frasco é, em ºC -1:
a) 1,0 . 10-5.
RESPOSTA: A
b) 2,0 . 10-5.
c) 3,0 . 10-5.
d) 4,0 . 10-5.
e) 5,0 . 10-5.
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