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Dilatação Térmica
Calcule a dilatação linear, superficial e volumétrica de sólidos e líquidos com variação de temperatura.
A dilatação térmica é o fenômeno pelo qual a maioria dos materiais aumenta de tamanho quando aquecidos, pois o aumento de temperatura intensifica a vibração das partículas, aumentando o espaço médio entre elas.
Dilatação linear (sólidos): ΔL = L₀ × α × ΔT, onde L₀ é o comprimento inicial, α o coeficiente de dilatação linear e ΔT a variação de temperatura.
Coeficientes de dilatação linear (α) para alguns materiais: alumínio ≈ 23×10⁻⁶/°C, cobre ≈ 17×10⁻⁶/°C, ferro/aço ≈ 12×10⁻⁶/°C, vidro ≈ 8×10⁻⁶/°C, concreto ≈ 12×10⁻⁶/°C.
Aplicações práticas: juntas de dilatação em pontes e trilhos de trem, medidores de temperatura (termômetros de mercúrio), bimetálicos em termostatos, folgas em engrenagens e eixos, instalações de tubulações.
1. Selecione o tipo: linear, superficial ou volumétrica
2. Insira a dimensão inicial e o coeficiente de dilatação
3. Insira a variação de temperatura
4. Clique em Calcular
Exemplos Práticos
Exemplo 1
Trilho de trem
Trilho de aço de 12 m, variação de temperatura de 40°C (α=12e-6).
Resultado:ΔL = 0,00576 m = 5,76 mm
L₀=12 m, α=12e-6, ΔT=40°C
Exemplo 2
Linha de transmissão
Cabo elétrico de cobre de 500 m, ΔT=30°C.
Resultado:ΔL = 0,255 m = 25,5 cm
L₀=500, α=17e-6, ΔT=30
Exemplo 3
Aquecimento de recipiente
Panela de alumínio com 2L de óleo aquecido de 20 a 180°C.
Resultado:ΔV = 0,24 L (o óleo transborda se cheio)
V₀=2L, γ=7.5e-4/°C, ΔT=160°C
Perguntas Frequentes
A dilatação térmica do aço e do concreto causaria tensões enormes na ponte se ela fosse rígida. As juntas permitem a livre expansão e contração, evitando deformações e rupturas.
Sim, mas com uma anomalia: entre 0°C e 4°C, a água se CONTRAI ao ser aquecida. Acima de 4°C, dilata normalmente. A densidade máxima da água é a 4°C. Isso explica por que o gelo flutua.
Uma lâmina bimetálica é formada por dois metais com diferentes coeficientes de dilatação unidos. Com variação de temperatura, um dilata mais e a lâmina se curva, sendo usada em termostatos e disjuntores.