Primeiramente é necessário entender porque um sólido dilata: a dilatação de um sólido com o aumento de temperatura ocorre porque, com o aumento da energia térmica, aumentam as vibrações dos átomos e moléculas que formam o corpo, fazendo com que passem para posições de equilíbrio mais afastadas que as originais.
Existem equações para determinar o quanto um corpo varia de tamanho. A mais simples, de dilatação térmica linear, é a seguinte:
Δ L = L0 . a . Δ t
Δ L - o quanto o corpo aumentou em seu comprimento
L0 - comprimento inicial do corpo
a - coeficiente de dilatação linear (depende do material)
Δ t - variação da temperatura
Aumento do comprimento do material de acordo com o aumento da temperatura.
Veja uma experiência que comprova a dilatação do metal: http://www.youtube.com/watch?v=ZI1vS3C3pPQ&NR=1
Um exemplo de dilatação linear que influencia no dia a dia pode ser observado em uma ferrovia mais antiga. Ao longo do trilho, há um pequeno intervalo de trilho a trilho para evitar que a dilatação térmica do metal deforme os trilhos. Atualmente, esse tipo de intervalo não existe, pois existem técnicas capazes de evitar a dilatação. Uma dessas técnicas é a fixação rígida dos trilhos no solo.
Veja mais sobre isso em: http://www.itvu.ufpr.br/content?vspace=1307&cid=6260
O coeficiente de dilatação linear (a) é um número tabelado e depende de cada material. A partir dele podemos comparar qual substância dilata ou contrai mais do que a outra.
Quanto maior for o coeficiente de dilatação linear da substância mais facilidade ela terá para aumentar seu tamanho, quando esquentada, ou diminuir seu tamanho, quando esfriada.
Variação do coeficiente de dilatação linear de acordo com o material
As substâncias metálicas não dilatam em quantidades iguais por causa da diferença de intensidade das ligações, uma vez que a intensidade de uma ligação depende da quantidade e tamanho dos átomos e da estrutura da ligação.
Entenda um pouco mais sobre dilatação térmica em: http://www.quimica.net/emiliano/dilatacao-termica.html
Referências:
- MÁXIMO, Antônio. Curso de Física. 5. ed. volume 2. São Paulo: Scipione, 2005. páginas 17, 18, 19.
- Dilatação Térmica. Disponível em: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/dilatacao/dilatacao-termica.php. Acesso em: 20 abril. 2011
- Coeficiente de Dilatação. Disponível em: http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia2000/turmaA/grupo6/coeficiente_dilatacao.htm. Acesso em: 20 abril. 2011
Grupo (2º B): Ana Laura - nº 2
André Munk - nº 3
Breno Leandro - nº 5
Gabriela - nº 12
Gente, o trabalho fico muito bom. Achei interessante vocês explicarem o que acontece com o material no aspecto microscópico, que , no caso do aumento de temperatura, leva a maior agitação dos átomos que passam a ocupar maior espaço no corpo, acarretando num aumento de dimensão ou diminuição de dimensão, no caso da diminuição de temperatura.Achei legal também, vocês comentarem a questão dos trilhos dos trem, que apresentam um espaços entre eles, para evitar danos decorrentes dessas variações.
ResponderExcluirPara enriquecer o trabalho de vocês eu aconselharia aprofundar um pouco mais nos tipos de dilatações, pois há três tipos: dilatação linear ( depende da constituição do corpo e predomina a variação em uma dimensão, que é o comprimento), a dilatação superficial ( predomina a variação em duas dimensões, que é a área) e a dilatação volumétrica ( predomina a variação em três dimensões, que é o volume).
Além disso, há algumas observações em relação ao assunto que poderiam aprimorar a pesquisa, como por exemplo a questão das placas metálicas com orifícios, que ao serem submetidos a aumento de temperatura, dilatam juntamente com a placa, como se fosse formado da mesma forma.A questão das lâminas bimetálicas, presentes no nosso dia-a-dia em aparelhos como alarmes de incêndio, que funcionam em função da dilatação desigual dos metais que a constituem.E a questão do pirex, que resiste a maiores variações de temperatura, diferentemente dos outros vidros, devido ao fato de possuir baixo coeficiente de dilatação.
Bom trabalho!
Daniela Lauria
Muito interessante o trabalho de vocês! A dilatação dos materiais foi bem explicada em termos microscópicos e vocês conseguiram tirar isso do abstrato ao darem o exemplo do trem.
ResponderExcluirVale lembrar que não existe só a dilatação linear, mas também a de área e de volume.
Achei, também, que poderiam ter explorado mais o assunto do termômetro, uma vez que sua imagem introduz o trabalho. Ele funciona através da dilatação do mercúrio: Com o aumento da temperatura o mercúrio dilata e passa a ocupar um maior volume no pequeno cano do termômetro, com a redução da temperatura, seu volume também diminui e, assim, passa a marcar menos. O valor da sua dilatação é medido para que possa ser "marcado" no termômetro o nível que o mercúrio irá atingir em cada temperatura. A propósito, o termômetro poderia ser feito com qualquer material no estado líquido, só mudaria o tanto que ele iria se dilatar com a variação de temperatura.
Luisa Verçosa
Mto bom o trabalho de vocês, mas ficaria melhor ainda se explicassem melhor o comportamento das moléculas na dilatação. E para enriquecer mais seria uma boa expor a aplicação dos estudos de dilatação nas construções e curiosidades
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