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Dilatação Linear

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Aplicação
Numa região do rio Purus, o termômetro indica 30ºC. Qual o valor dessa temperatura na escala Fahrenheit?

Solução: 

Variação de Temperatura – Consideremos que a temperatura de um sistema varia de um valor
inicial t1 para um valor final t2 num dado intervalo de tempo. A variação de temperatura t é dada pela diferença entre o valor final, t2 e o valor inicial t1.

t = t2 – t1

Logicamente, a variação de temperatura será positiva (t > 0) quando a temperatura aumentar (t2 > t1), negativa (t < 0) quando a temperatura final for menor que a inicial (t2 < t1).

Vamos correlacionar as variações de temperatura expressas na escala Celsius (tC), Fahrenheit (tF) e Kelvin (tK).

Aplicação

No dia da inauguração do largo de São Sebastião, no centro histórico de Manaus, ao lado do teatro Amazonas a temperatura registrada pela manhã foi de 28ºC e à tarde foi de 34ºC. Qual é o valor dessa variação de temperatura expresso na escala:

a) Kelvin?

b) Fahrenheit?

Solução:

a)
  

b)

Dilatação Térmica dos Sólidos 
A experiência mostra que os sólidos, ao sofrerem um aquecimento, dilatam-se e, ao serem resfriados, contraem-se.

A dilatação ou a contração ocorre em três dimensões: comprimento, largura e espessura.

A essa variação nas dimensões de um sólido causada pelo aquecimento ou resfriamento denominamos dilatação térmica.

Dilatação Linear 
É aquela em que predomina a variação em uma única dimensão, ou seja, o comprimento.

Para estudarmos a dilatação linear, consideremos uma barra de comprimento inicial Li, à temperatura inicial ti.

Aumentando a temperatura da barra para tf, seu comprimento passa a Lf.

Em queL = Lf – Li é a variação de comprimento, isto é, a dilatação linear da barra, na variação de temperaturat = tf – ti
 

Experimentalmente, verificou-se que:

a) L é diretamente proporcional ao comprimento inicial Li .

b) L é diretamente proporcional à variação de temperatura t.

c) L depende do material que constitui a barra.

A partir dessas relações, podemos escrever.

L = Lit ou Lf = Li (1 + t)

Em que a é uma constante característica do material que constitui a barra, denominada coeficiente de dilatação linear. A unidade de é

1/ºC = ºC-1.

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