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Dilatação superficial

A dilatação superficial é causada pelo aumento da temperatura sobre um objeto. Ela é proporcional à área inicial e à variação de temperatura sobre o corpo.

Por: Mariane Mendes Teixeira As juntas de dilatação são colocadas em grandes construções para evitar que elas sejam danificadas por variações de temperatura

As juntas de dilatação são colocadas em grandes construções para evitar que elas sejam danificadas por variações de temperatura

Quando um objeto que possui dimensões de largura e altura é submetido a uma variação de temperatura, ele sofre variação em suas dimensões. Isso ocorre porque, ao fornecermos calor para esse objeto, aumentamos a energia interna e a agitação molecular dos átomos, ou das moléculas, que o constituem. Essa agitação causa aumento na área da superfície do objeto, ou seja, dilatação superficial. Analogamente, quando resfriamos o mesmo objeto, diminui-se a agitação molecular, as moléculas ficam mais unidas e ocorre a contração superficial.

Como exemplo, suponhamos que uma placa metálica, com temperatura inicial T0 e área A0, seja submetida a uma fonte de calor. Sua temperatura aumenta para T, ocorre uma dilatação superficial ΔA e a área ocupada passa a ser A:

Um corpo com área inicial A0 recebe energia térmica e sofre uma dilatação superficial ?A

Um corpo com área inicial A0 recebe energia térmica e sofre uma dilatação superficial ΔA

A dilatação superficial é diretamente proporcional à variação de temperatura ΔT e à área inicial A0, porém ela também depende do material a partir do qual é construída. Essa dependência é expressa matematicamente pela constante de proporcionalidade β, também chamada de coeficiente de dilatação superficial da substância que compõe o corpo.

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A dilatação superficial é calculada pela expressão:

ΔA= A0. β . ΔT

O coeficiente β de uma substância é igual ao dobro do coeficiente linear α dessa substância:

β = 2 α

A área final A ocupada pela placa após a dilatação é a soma da área inicial com a dilatação:

ΔA = A - A0

Podemos então reescrever a equação da dilatação dada anteriormente, substituindo ΔA por A – A0:

ΔA= A0. β . ΔT ----------- A - A0 = A0. β . ΔT

A = A0 + A0. β . ΔT

A = A0 (1 + β . ΔT)

Aproveite para conferir a nossa videoaula sobre o assunto: