DILATAÇÃO TÉRMICA. Física II Dilatação Térmica Expansão das Moléculas Temperatura: é a medida do grau de agitação das moléculas; Calor: é a troca de energia

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  • DILATAO TRMICA

  • Fsica IIDilatao TrmicaExpanso das Molculas Temperatura: a medida do grau de agitao das molculas; Calor: a troca de energia causada exclusivamente por uma diferena de temperatura. importante que saibamos diferenciar temperatura e calor.

  • Fsica IIDilatao Trmica

    Em fsica, dilatao trmica o nome que se d ao crescimento das dimenses de um corpo, ocasionado pelo aumento de sua temperatura. Dilatao TrmicaDefinio

  • Fsica IIDilatao Trmica

    Para pensar melhor...Como facilitar a abertura da tampa de um vidro de azeitonas ?A tampa de metal e o vidro sofrero alteraes quando aquecidas?Como esse fenmeno pode ser explicado fisicamente?

  • Voc j observou os trilhos em uma estrada de ferro?

    Imagem: Powerkites16 / classicalmusic.mzrt@gmail.com / Public Domain.

  • Pontes

  • Pontes

  • Juntas de dilatao

  • Juntas de dilatao

  • Juntas de dilatao para tubulao

  • Os fios de telefone ou luz, expostos ao Sol, variam suas temperaturas, fazendo com que o fio se estenda de um comprimento inicial (Lo) para um comprimento final (L), aumentando assim sua curvatura. Imagem: Hugh Venables / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.

  • Ocorre quando o corpo sofre expanso em uma dimenso A dilatao do fio depende de trs fatores:

    da substncia da qual feito o fio; da variao de temperatura sofrida pelo fio; do comprimento inicial do fio.

    Dilatao Linear

  • EQUAO DA DILATAO LINEARL = Lo..T

  • L variao de comprimento do fio, ou seja, L = Lf Lo;

    Lo o comprimento inicial;

    Lf o comprimento final;

    o coeficiente de dilatao linear, uma caracterstica da substncia. Sua unidade o C-1;

    T a variao de temperatura, ou seja, T = Tf - To, onde To representa a temperatura inicial do fio e Tf a temperatura final.

  • H corpos que podem ser considerados bidimensionais, pois sua terceira dimenso desprezvel, frente s outras duas, por exemplo, uma chapa (1). A expanso ocorre nas suas duas dimenses lineares, ou seja, na rea total do corpo.Dilatao Superficial

  • Vemos uma chapa retangular que, ao ser aquecida, teve toda a sua superfcie aumentada, passando de uma rea inicial (Si) a uma rea final (Sf). Ou seja, a variao da rea de superfcie S pode ser escrita por (2):

    S= Sf SiImagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.

  • A dilatao superficial, analogamente dilatao linear, depende: da variao de temperatura sofrida pelo corpo; da rea inicial; do material do qual feito o corpo. O coeficiente utilizado neste caso, o de dilatao superficial , que equivale a duas vezes o coeficiente de dilatao linear, isto : = 2. Sua unidade tambm o C-1 (3).

  • S a dilatao superficial ou o quanto a superfcie variou; o coeficiente de dilatao superficial; Si a rea inicial; T a variao de temperatura (4).

    S = .Si.TEQUAO DA DILATAO SUPERFICIALImagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.

  • Objetivo: Verificar como diferentes materiais produzem diferentes dilataes. Material: papel comum 3x10cm; papel alumnio 3x10cm; cola; vela.Experimento 1: Dilatao Superficial Lmina Bimetlica

  • Procedimentos: cole o papel comum, no lado opaco do papel alumnio; espere secar; aproxime a vela acesa do papel alumnio e veja o que acontece; aproxime a vela do papel comum; verifique a diferena e qual dos dois sofreu maior dilatao (5).

  • FAA VOC MESMO!

    Material: 20 cm de fio de cobre de 1mm de dimetro (fio eltrico); bolinha de isopor de 1 a 1,5 cm de dimetro; suporte de caneta (sem carga); lamparina ou suporte com vela;

  • Procedimentos: descasque o fio de cobre; passe-o ao redor da bolinha, formando um anel. O fio deve ficar bem justo; passe a outra extremidade do fio pelo interior da caneta (que servir de suporte) e prenda-o; acenda a lamparina e pegue a caneta com o aro, sem a bola e coloque-a sobre a lamparina por mais ou menos dois minutos; retire a lamparina e em seguida passe a bolinha pelo aro; verifique o que acontece (6).

  • A grande maioria dos corpos slidos possui trs dimenses: altura, comprimento e espessura. Quando aquecido, o slido sofre expanso em cada uma delas, resultando em um aumento no volume total do corpo (7). Dilatao VolumtricaImagem: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.

  • EQUAO DA DILATAO VOLUMTRICA De forma similar aos casos anteriores, temos a proporcionalidade entre: variao da dimenso; dimenso inicial; variao da temperatura.

    Adicionando-se um coeficiente que depende do material do qual o slido formado, garantimos a relao entre os termos da equao da dilatao volumtrica .

  • Onde:V = Vf Vi a variao do volume; Vi o volume inicial; T = T To a variao da temperatura; o coeficiente de dilatao volumtrico; = = 3 para uma mesma substncia. Sua unidade tambm o C-1. V= Vi TAssim, obtm-se:

  • Os lquidos, assim como os slidos, sofrem dilataes ao serem aquecidos. Uma vez que no tm forma prpria, fato este devido gravidade, adquirem a forma do recipiente . Se o lquido estivesse livre da atrao gravitacional (no espao, por exemplo) obteria a forma de uma esfera, pois nessa geometria h a menor rea de superfcie para um determinado volume. Dilatao dos LquidosA gota, uma pequena poro de gua, costuma obter formato esfricoImagem: Vlieg / Public Domain.

  • Ao se ver o conjunto recipiente + lquido ser aquecido, tem-se a sensao de que apenas o lquido teve seu volume aumentado. Mas, na verdade, ambos os corpos, em diferentes estados fsicos, sofrem dilatao. Como o lquido tem mais facilidade de absorver calor, sofre uma maior variao de volume do que o recipiente slido. O que se observa a dilatao aparente (Vaparente) do lquido.

    Imagem: Jorge Barrios / Public Domain.

  • Para saber sua dilatao real (Vlquido), precisa-se adicionar a dilatao do recipiente (Vrecipiente), e para isso, deve-se conhecer os coeficientes de dilatao volumtrica do lquido e do recipiente. A dilatao real do lquido , portanto, a dilatao aparente, somada dilatao do recipiente.Vlquido = Vaparente + Vrecipiente

  • Os gases tm ainda mais facilidade de absorver calor que os lquidos. Por isso, so substncias comumente utilizadas em experimentos termodinmicos. Para que os bales possam levantar voo, por exemplo, o gs que preenche o seu contedo deve ser aquecido. A expanso volumtrica to intensa, que a densidade do gs dentro do balo torna-se menor que a densidade do ar da atmosfera, fazendo com que o balo comece a flutuar.Dilatao dos GasesImagem: Joedeshon / Creative Commons Attribution 2.5 Generic.

  • ATIVIDADE Objetivo: explicitar o conceito de dilatao dos lquidos e gases;Material: 2 recipientes de vidro, 2 bolas de encher, um Becker com gua quente e outro com gua fria.

  • Procedimentos: prenda as bolas de encher na borda dos recipientes de vidro. Coloque um deles na gua quente e o outro na gua fria;observe o fenmeno termodinmico e explique as causas do ocorrido.

  • Bibliografia

    Fsica II - Dilatao Trmica Gonalves Filho, A.; Toscano, C. Fsica para o ensino mdio. 1. ed. So Paulo:Scipione, 2002.

    Arribas, S. D. Experincias de fsica na escola. 4. ed. Passo Fundo: Universitria, 1996.

    Sites: www.if.ufrgs.br/cref/leila/dilata.htmhttp://www.brasilescola.com/fisica/dilatacao-liquidos.htm

  • Tabela de Imagens

    SlideAutoria / LicenaLink da Fonte2SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.Acervo SEE-PE5Powerkites16 / classicalmusic.mzrt@gmail.com / Public Domain.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Railroad_Tracks.jpg6Hugh Venables / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Energy_infrastructure_-_geograph.org.uk_-_1080396.jpg7, 8, 10, 11, 13, 14, 16, 18 e 19SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.Acervo SEE-PE21Vlieg / Public Domain.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Waterdruppel_op_blad.JPG22Jorge Barrios / Public Domain.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Glass_of_Water.JPG23SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.Acervo SEE-PE24Joedeshon / Creative Commons Attribution 2.5 Generic.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Great_pershing_balloon_derby_2005_09_04.jpg25SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.Acervo SEE-PE

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