Whatsapp icon Whatsapp

Dilatação linear

Dilatação térmica linear é um fenômeno em que um corpo de formato alongado sofre um aumento em seu comprimento por conta de um aumento de temperatura. A dilatação sofrida por um corpo depende de fatores como a variação de temperatura sofrida e o coeficiente de dilatação característico de cada substância.

Veja também: Zero absoluto – o que é e quanto vale?

Dilatação térmica

Dilatação térmica é o acréscimo no tamanho dos corpos decorrente de um aumento da agitação térmica das moléculas. Com o aumento de temperatura, as moléculas passam a mover-se com amplitudes maiores, dessa forma, ocupam um espaço maior. Existem basicamente três classificações para a dilatação térmica, são elas:

  • Dilatação térmica linear: ocorre nos corpos de formato alongado, como fios, cabos, barras de metal etc.

  • Dilatação térmica superfícial: predomina em objetos que têm formato superfícial, como azulejos, placas metálicas etc.

  • Dilatação térmica volumétrica: é muito comum em líquidos e gases, entretanto pode ocorrer em sólidos que apresentem dimensões de tamanhos similares.

Na imagem é possível perceber-se o aumento no comprimento do fio graças à dilatação térmica.
Na imagem é possível perceber-se o aumento no comprimento do fio graças à dilatação térmica.

Neste texto falaremos com mais detalhes sobre a dilatação térmica linear, vamos lá?

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Dilatação térmica linear

Quando um fio é aquecido, seu comprimento aumenta, graças ao aumento da movimentação de suas moléculas. Como o comprimento do fio é a sua dimensão mais relevante, dizemos que ele sofre majoritariamente uma dilatação térmica linear, apesar de a expansão ocorrer em todas as direções.

A dilatação linear, que é um aumento de comprimento, pode ser calculada pela expressão a seguir:

ΔL – dilatação linear (m)

L0 – comprimento inicial (m)

LF – comprimento inicial (m)

α – coeficiente de dilatação linear (ºC-1)

ΔT – variação de temperatura (ºC)

Entre os trilhos dos trens, há juntas feitas para suportar-se a dilatação linear.
Entre os trilhos dos trens, há juntas feitas para suportar-se a dilatação linear.

Exemplos de dilatação térmica linear

Confira alguns exemplos de situações em que ocorre a dilatação linear:

  • Em dias quentes, os fios dos postes apresentam uma catenária mais acentuada, uma vez que o comprimento dos fios aumenta.

  • Os trilhos dos trens e as pontes apresentam juntas de dilatação, que são pequenos espaços entre blocos de concreto ou metal, cuja função é evitar os danos às estruturas devido à dilatação térmica.

Veja também: Energia térmica - o que é, exemplos e exercícios resolvidos

Tabela de coeficientes de dilatação linear

Na figura a seguir, apresentamos uma tabela com o módulo do coeficiente de dilatação linear para alguns materiais comuns, confira:

Material

Coeficiente de dilatação linear (ºC-1)

Vidro

3.10-6

Aço

11.10-6

Concreto

12.10-6

Cobre

17.10-6

Alumínio

22.10-6

Zinco

26.10-6

Exercícios sobre dilatação linear

Questão 1) (UFG) Uma longa ponte foi construída e instalada com blocos de concreto de 5 m de comprimento a uma temperatura de 20 °C em uma região na qual a temperatura varia ao longo do ano entre 10 °C e 40 °C. O concreto destes blocos tem coeficiente de dilatação linear de 10-5 °C-1. Nessas condições, qual distância em cm deve ser resguardada entre os blocos na instalação para que, no dia mais quente do verão, a separação entre eles seja de 1 cm?

a) 1,01

b) 1,10

c) 1,20

d) 2,00

e) 2,02

Gabarito: Letra A

Resolução:

Para calcular a distância entre os blocos, precisamos determinar a dilatação sofrida por cada bloco, confira:

Considerando-se o cálculo feito acima, a resposta correta é a letra A.

Questão 2) (Enem PPL) Para a proteção contra curtos-circuitos em residências são utilizados disjuntores, compostos por duas lâminas de metais diferentes, com suas superfícies soldadas uma à outra, ou seja, uma lâmina bimetálica. Essa lâmina toca o contato elétrico, fechando o circuito e deixando a corrente elétrica passar. Quando da passagem de uma corrente superior à estipulada (limite), a lâmina se curva para um dos lados, afastando-se do contato elétrico e, assim, interrompendo o circuito. Isso ocorre porque os metais da lâmina possuem uma característica física cuja resposta é diferente para a mesma corrente elétrica que passa no circuito.

A característica física que deve ser observada para a escolha dos dois metais dessa lâmina bimetálica é o coeficiente de:

a) dureza

b) elasticidade

c) dilatação térmica

d) compressibilidade

e) condutividade elétrica

Gabarito: Letra C

Resolução:

As laminas curvam-se por conta dos diferentes coeficientes de dilatação de cada material, que fazem com que uma delas cresça mais que a outra, logo, a alternativa correta é e letra C.

Questão 3) (UEFS) Quase todas as substâncias, sólidas, líquidas ou gasosas, se dilatam com o aumento da temperatura e se contraem quando sua temperatura é diminuída, e esse efeito tem muitas implicações na vida diária. Uma tubulação de cobre, cujo coeficiente de dilatação linear é 1,7.10-5 ºC-1, de comprimento igual a 20,5 m, é usada para se obter água quente.

Considerando-se que a temperatura varia de 20 ºC a 40 ºC, conclui-se que a dilatação sofrida pelo tubo, em mm, é igual a:

a) 7,43

b) 6,97

c) 5,75

d) 4,86

e) 3,49

Gabarito: Letra B

Resolução:

Vamos calcular a dilatação sofrida pelo tubo, observe:

Com base no cálculo feito acima, a resposta correta é letra B.

Publicado por Rafael Helerbrock
Assista às nossas videoaulas

Artigos Relacionados

A Dilatação Térmica no Cotidiano
Conheça algumas das inúmeras dilatações que acontecem no cotidiano.
Anomalia da água
Entendendo a anomalia da água: comportamento anômalo quando a temperatura varia de 0°C a 4°C.
Dilatação térmica de sólidos
Conheça a dilatação térmica dos sólidos e seu funcionamento. Aprenda sobre o coeficiente de dilatação térmica de sólidos e confira exercícios sobre o tema!
Dilatação térmica dos líquidos
Aprenda o que é dilatação térmica dos líquidos e como ela ocorre. Saiba quais são as fórmulas usadas para calculá-la e confira os exercícios resolvidos sobre o tema.
Experimento – Dilatação Térmica
Faça você e veja como os sólidos dilatam quando são aquecidos
video icon
Escrito"Civilização Micênica" Próximo ao Fresco de uma mulher Micênica.
História
Grécia Antiga: Civilização Micênica
Assista à nossa videoaula para conhecer a história da civilização micênica. Confira também, no nosso canal, outras informações sobre a Grécia Antiga.

Outras matérias

Biologia
Matemática
Geografia
Física
Vídeos
video icon
Pessoa com as pernas na água
Saúde e bem-estar
Leptospirose
Foco de enchentes pode causar a doença. Assista à videoaula e entenda!
video icon
fone de ouvido, bandeira do reino unido e caderno escrito "ingles"
Gramática
Inglês
Que tal conhecer os três verbos mais usados na língua inglesa?
video icon
três dedos levantados
Matemática
Regra de três
Com essa aula você revisará tudo sobre a regra de três simples.