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É IMPORTANTE SABER...

Aplicação da Dilatação Térmica na Engenharia

Junta de dilatação pode ser definida como sendo uma separação entre duas partes de uma estrutura para que estas partes possam movimentar-se, uma em relação á outra, sem que haja qualquer transmissão de esforço entre elas.

Normalmente visualizamos como junta de dilatação, uma separação entre dois blocos de um prédio ou entre lances de uma ponte. Entretanto, são também juntas aquelas que separam placas de pavimentação, panos de de revestimento de elementos pré-moldados, etc. As juntas diferenciam-se pela amplitude do movimento, e o tratamento que recebem para vedá-las em função da ordem de amplitude desses movimentos.

É um assunto importante que merece total atenção durante todo o processo de construção. A falta ou falha em uma junta de dilatação pode ocasionar sérios danos a construção.

DILATAÇÃO TÉMICA DE CAVIDADES

Observando um sólido que possui uma cavidade (um buraco ou uma parte oca), submetido a uma variação de temperatura, vemos que a cavidade do sólido se dilata como se dilataria um objeto do mesmo tamanho, feito do mesmo material do sólido, ou seja, a cavidade se dilata como se possuísse o mesmo coeficiente de dilatação do material de que se constitui o sólido .

Em outras palavras, se aquecermos esse sólido, a cavidade se dilata e, se resfriarmos, a cavidade se contrai. Em ambos os casos, as variações observadas para as dimensões da cavidade obedecem exatamente às leis de dilatação térmica dos sólidos.

Vamos tomar como exemplo uma chapa metálica com um furo, sendo submetida a um aquecimento de temperatura, observamos que

Neste exemplo a chapa metálica inicialmente estava a uma temperatura o e a área de seu orifício era Ao , quando sofreu um aquecimento e sua temperatura passou a ser ; a área de seu orifício passou a ser A, de tal forma que:

ΔA = S – So = So.. Δ onde Β é o coeficiente de dilatação térmica superficial do material da chapa.

O mesmo raciocínio pode ser aplicado para a dilatação volumétrica de partes ocas de um sólido como, por exemplo, a parte interna de uma lata de alumínio, onde ao ser aquecida, sua capacidade interna aumenta.

Na ilustração abaixo, vamos imaginar que o eixo encaixe perfeitamente no orifício. Caso o eixo seja aquecido ou o orifício seja resfriado, não conseguiremos mais encaixar o eixo no orifício.

Outro aspecto a considerar é que como o latão possui maior coeficiente de dilatação térmica se dilata ou contrai mais que o aço ao sofrer a mesma variação de temperatura. Assim se as duas peças sofrerem uma mesma dilatação de temperatura o eixo ficará folgado em caso de aquecimento ou não mais entrará em caso de resfriamento .

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Figura 1

Figura 2

VASO DE DEWAR

Gabarito do exercício de dinâmica

Como a energia térmica pode ser trocada por condução, convecção e radiação, foram usados os seguintes artifícios:

1) Para evitar a saída ou entrada de calor por condução, o líquido foi envolvido por vácuo. Por isso a garrafa térmica possui parede dupla de vidro (péssimo condutor) entre as quais se faz o vácuo.

2) Para evitar a convecção (processo que exige trocas de partículas), deve-se manter sempre bem fechada a tampa da garrafa.

3) Para evitar a radiação, as paredes são espelhadas, assim os raios infravermelhos e as demais radiações refletem-se no espelho, retornando ao meio de origem.

É bom observar que este sistema não é perfeito; assim, depois de algumas horas, o líquido interno acaba atingindo o equilíbrio térmico com o meio ambiente.

N

P

L

bBraço da força

Prolongamento da força

Acho que é 135:

a)

b) N = mg/cos

c) = 60o

BRAÇO DE UMA FORÇA

F