{"id":30240,"date":"2016-05-19T13:54:37","date_gmt":"2016-05-19T13:54:37","guid":{"rendered":"http:\/\/cms.portalsaofrancisco.com.br\/?p=30240"},"modified":"2016-05-19T14:09:32","modified_gmt":"2016-05-19T14:09:32","slug":"dilatacao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/quimica\/dilatacao","title":{"rendered":"Dilata\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"

Dilata\u00e7\u00e3o – O que \u00e9<\/h4>\n

A dilata\u00e7\u00e3o<\/strong> \u00e9 um processo aut\u00f4nomo, o que significa que n\u00e3o pode ser controlada de forma consciente.<\/p>\n

Ele \u00e9 utilizado como um m\u00e9todo de regular ou controlar, a passagem de materiais, de fluidos, de s\u00f3lidos dentro do corpo.<\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica dos s\u00f3lidos e l\u00edquidos<\/h4>\n

Dilata\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica<\/strong> \u00e9 o fen\u00f4meno pelo qual um corpo sofre uma varia\u00e7\u00e3o nas suas dimens\u00f5es, quando sujeito a umavaria\u00e7\u00e3o de temperatura. <\/p>\n

Todos os corpos existentes na natureza, s\u00f3lidos, l\u00edquidos ou gasosos, quando em processo de aquecimento ou resfriamento, ficam sujeitos \u00e0 dilata\u00e7\u00e3o ou contra\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica. <\/p>\n

O processo de contra\u00e7\u00e3o e dilata\u00e7\u00e3o dos corpos ocorre em virtude do aumento ou diminui\u00e7\u00e3o do grau de agita\u00e7\u00e3o das mol\u00e9culas que constituem os corpos. <\/p>\n

Ao aquecer um corpo, por exemplo, devido ao aumento do grau de agita\u00e7\u00e3o, as mol\u00e9culas mais agitadastendem a se afastar levando a um aumento na dist\u00e2ncia entre elas. <\/p>\n

Esse espa\u00e7amento maior entre elas se manifesta atrav\u00e9s do aumentodas dimens\u00f5es do corpo.O contr\u00e1rio ocorre quando os corpos s\u00e3o resfriados. Ao acontecer isso as dist\u00e2ncias entre as mol\u00e9culas s\u00e3o diminu\u00eddas e em conseq\u00fc\u00eancia disso h\u00e1 diminui\u00e7\u00e3o nas dimens\u00f5es do corpo. <\/p>\n

A dilata\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica<\/strong> \u00e9 algo muito comum no nosso dia a dia, pois os objetos s\u00e3o constantemente submetidos a varia\u00e7\u00f5es de temperatura. Na engenharia, esse fen\u00f4meno deve ser considerado na constru\u00e7\u00e3o de algumas edifica\u00e7\u00f5es, como por exemplo, na constru\u00e7\u00e3o de pontes e viadutos. Pode-se perceber ainda, que \u00e9 devido aos efeitos dadilata\u00e7\u00e3o, que se deixam espa\u00e7os entre os trilhos de trem em uma estrada de ferro. Estes espa\u00e7os s\u00e3o para que n\u00e3o ocorra deforma\u00e7\u00e3o da mesma devido a varia\u00e7\u00e3o de temperatura. Nas quadras de futebol, em pontes e viadutos existem pequenas fendas de dilata\u00e7\u00e3o que possibilitam a expans\u00e3o da estrutura sem que ocorram poss\u00edveis trincas e danos na estrutura. <\/p>\n

Essas constru\u00e7\u00f5es costumam ser feitas em partes e, entre essas partes, existe uma pequena folga para que, nos dias quentes, ocorra a dilata\u00e7\u00e3o sem nenhuma resist\u00eancia. Do contr\u00e1rio, ter\u00edamos algum comprometimento da estrutura. Quando voc\u00ea tenta abrir um vidro de picles e ele est\u00e1 muito apertado voc\u00ea coloca a tampa na \u00e1gua quente que ela vai se dilatar mais que o vidro e vai abrir,quando voc\u00ea liga o carro numa manha fria ele faz ru\u00eddos estranhos at\u00e9 o metal, de que \u00e9 feito, de dilatar possibilitando um espa\u00e7o maior para as pe\u00e7as e a fuselagem do ve\u00edculo. At\u00e9 as fendas das cal\u00e7adas (o espa\u00e7o entre uma placae outra) se voc\u00ea perceber se dilatam em dias de ver\u00e3o.<\/p>\n

O estudo da dilata\u00e7\u00e3o dos s\u00f3lidos possui importantes aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas, como a compensa\u00e7\u00e3o da dilata\u00e7\u00e3o dos p\u00eandulos, a dilata\u00e7\u00e3o dos trilhos e das pontes (e o conseq\u00fcente c\u00e1lculo da separa\u00e7\u00e3o entre os segmentos) ou o fabrico da vidraria de laborat\u00f3rio resistente ao calor.<\/p>\n

Chama-se dilata\u00e7\u00e3o<\/strong> todo acr\u00e9scimo \u00e0s dimens\u00f5es de um corpo por influ\u00eancia do calor que lhe \u00e9 transmitido. O fen\u00f4meno \u00e9 explicado pela varia\u00e7\u00e3o das dist\u00e2ncias relativas entre as mol\u00e9culas, associada ao aumento de temperatura. Normalmente, s\u00e3o estudadas em separado a dilata\u00e7\u00e3o dos s\u00f3lidos, a dos l\u00edquidos e a dos gases, distinguindo-se, no caso dos s\u00f3lidos, a dilata\u00e7\u00e3o linear, a superficial e a volum\u00e9trica.<\/p>\n

Os estudos te\u00f3ricos partem do conceito de coeficiente de dilata\u00e7\u00e3o, definido como o aumento de volume, \u00e1rea ou comprimento experimentado pela unidade de volume (\u00e1rea ou comprimento) quando a temperatura varia de 1o C. Ao denominar-se o coeficiente, se a temperatura varia de tO C, o aumento ser\u00e1; se o volume inicial era vo, o aumento total ser\u00e1, de forma que o volume v ap\u00f3s a dilata\u00e7\u00e3o pode ser escrito como.<\/p>\n

De modo geral, os s\u00f3lidos se dilatam menos do que os l\u00edquidos e estes menos do que os gases. Uma barra de ferro com um metro de comprimento a 0o C dilata-se apenas 1,2mm se a temperatura aumenta para 100o C (seu coeficiente de dilata\u00e7\u00e3o linear \u00e9, portanto, 1,2 x 10-5). Caso se deseje alongar a mesma barra por meio de uma for\u00e7a de tra\u00e7\u00e3o, para id\u00eantico acr\u00e9scimo de comprimento seria necess\u00e1rio aplicar-lhe uma for\u00e7a de 2.400kg por unidade de \u00e1rea. Pode-se introduzir um conceito um pouco mais rigoroso de coeficiente de dilata\u00e7\u00e3o. <\/p>\n

Chamando de, respectivamente, os coeficientes linear, superficial e volum\u00e9trico, ter-se-ia:<\/strong><\/p>\n

Um fio de a\u00e7o apresenta curiosa anormalidade de dilata\u00e7\u00e3o, pois quando a temperatura atinge cerca de 700o C o fio experimenta uma contra\u00e7\u00e3o para voltar a dilatar-se pouco depois. O fen\u00f4meno, revers\u00edvel, denomina-se recalesc\u00eancia. As ligas de a\u00e7o-n\u00edquel dilatam-se muito pouco e o coeficiente de dilata\u00e7\u00e3o varia com a maior ou menor percentagem de n\u00edquel nelas contida. O menor valor de corresponde a 36% de n\u00edquel, sendo a liga denominada invar; para 46% de n\u00edquel, esse coeficiente torna-se igual a 0,9 x 10-5, valor igual ao da platina e ao do vidro comum, sendo a liga denominada platinite.<\/p>\n

Alguns corpos como a borracha e a argila contraem-se quando a temperatura se eleva. Esses corpos se aquecem quando s\u00e3o alongados por uma for\u00e7a de tra\u00e7\u00e3o, ao contr\u00e1rio dos demais, que t\u00eam sua temperatura reduzida. A \u00e1gua dilata-se irregularmente. Um volume de \u00e1gua aquecido a partir de 0o C se contrai at\u00e9 4o C; a\u00ed come\u00e7a a dilatar-se. A \u00e1gua a 4o C possui, portanto, sua maior densidade, sendo tomada como unidade. Por isso as camadas profundas de mares e lagos est\u00e3o \u00e0 temperatura constante de 4\u00ba C.<\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o T\u00e9rmica<\/strong><\/p>\n

\n

Um dos efeitos da temperatura, \u00e9 provocar a varia\u00e7\u00e3o das dimens\u00f5es de um corpo.<\/p>\n

Pois se aumentarmos a temperatura de um corpo, aumenta a agita\u00e7\u00e3o das part\u00edculas de seu corpo e conseq\u00fcentemente, as part\u00edculas se afastam\u00a0 uma das outras, provocando um aumento das dimens\u00f5es (comprimento, \u00e1rea e volume) do corpo.<\/p>\n

A esse aumento das dimens\u00f5es do corpo d\u00e1-se o nome de dilata\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Dilata\u00e7\u00e3o dos L\u00edquidos<\/strong><\/p>\n

Assim como os s\u00f3lidos, os l\u00edquidos tamb\u00e9m sofrem dilata\u00e7\u00e3o com a varia\u00e7\u00e3o de temperatura. Como os l\u00edquidos n\u00e3o t\u00eam forma pr\u00f3pria, s\u00f3 se leva em considera\u00e7\u00e3o a dilata\u00e7\u00e3o volum\u00e9trica. Em geral, os l\u00edquidos aumentam de volume quando aquecidos e diminuem quando esfriados.<\/p>\n

Mas, com a \u00e1gua, o processo de dilata\u00e7\u00e3o \u00e9 um pouco diferente. Ao ser esfriada, ela diminui de volume como os outros l\u00edquidos, mas s\u00f3 at\u00e9 4 \u00b0C. Se a temperatura continuar caindo, para baixo de 4\u00b0C, o volume da \u00e1gua come\u00e7a a aumentar. Inversamente, se for aquecida de 0\u00b0C a 4\u00b0C, a \u00e1gua diminui de volume, mas, a partir de 4\u00b0C, ela come\u00e7a a se dilatar.<\/p>\n

\u00c9 por essa raz\u00e3o que uma garrafa cheia de \u00e1gua e fechada estoura no congelador: <\/strong>de 4\u00b0C at\u00e9 0\u00b0C, a \u00e1gua tem seu volume aumentado, enquanto a garrafa de vidro ou pl\u00e1stico diminui de volume.<\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o dos Gases<\/strong><\/p>\n

A dilata\u00e7\u00e3o dos gases, que \u00e9 mais acentuada que a dos l\u00edquidos, pode ser comprovada por uma experi\u00eancia bem simples.<\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o Linear \u00a0<\/strong><\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o linear \u00e9 aquela em que predomina a varia\u00e7\u00e3o em uma \u00fanica dimens\u00e3o, ou seja, o comprimento. (Ex<\/strong>: dilata\u00e7\u00e3o em cabos, barras, etc….)<\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o Superficial e Volum\u00e9trica<\/strong><\/p>\n

Verifica-se experimentalmente que a dilata\u00e7\u00e3o superficial e a dilata\u00e7\u00e3o volum\u00e9trica dos s\u00f3lidos s\u00e3o inteiramente semelhante \u00e0 dilata\u00e7\u00e3o linear.<\/p>\n

Tipos de Dilata\u00e7\u00e3o<\/b>\u00a0<\/h4>\n

Dilata\u00e7\u00e3o T\u00e9rmica:<\/b> Quando uma pessoa est\u00e1 com febre, sua temperatura corporal \u00e9 mais elevada do que o normal. Isso pode ser comprovado com o aux\u00edlio do term\u00f4metro cl\u00ednico. Ap\u00f3s retirarmos o term\u00f4metro do enfermo, constatamos que o filete de merc\u00fario se dilatou dentro do cubo. Isso porque as dimens\u00f5es dos corpos sofrem dilata\u00e7\u00e3o quando estes s\u00e3o aquecidos, e contra\u00e7\u00e3o quando resfriados. Muitas vezes, a dilata\u00e7\u00e3o s\u00f3 pode ser comprovada por meio de instrumentos. Mas ela pode tamb\u00e9m ser entendida pelo movimento das mol\u00e9culas. Assim quando um corpo \u00e9 aquecido, suas mol\u00e9culas vibram mais intensamente. <\/p>\n

Por isso, elas necessitam de maior espa\u00e7o. \u00c9 o que acontece quando muitas pessoas dan\u00e7am num sal\u00e3o. Se a dan\u00e7a exigir passos mais amplos, ser\u00e1 necess\u00e1rio maior espa\u00e7o para execut\u00e1-los. Todos os corpos (s\u00f3lidos, l\u00edquidos ou gasosos) est\u00e3o sujeitos \u00e0 dilata\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica. Vamos estud\u00e1-la ent\u00e3o em cada um desses tipos de corpos. <\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o dos s\u00f3lidos: <\/strong>Os s\u00f3lidos que melhor se dilatam s\u00e3o os metais, principalmente o alum\u00ednio e o cobre. Temos um bom exemplo disso num vidro de conserva com a tampa met\u00e1lica emperrada. Para abri-lo, basta mergulhar a tampa na \u00e1gua quente; como o metal se dilata mais que o vidro, a tampa logo fica frouxa. O aquecimento leva os s\u00f3lidos a se dilatarem em todas as dire\u00e7\u00f5es; no entanto, \u00e0s vezes, a dilata\u00e7\u00e3o predomina, ou \u00e9 mais notada, numa dire\u00e7\u00e3o \u0096 \u00e9 a\u00a0dilata\u00e7\u00e3o linear. Quando duas dire\u00e7\u00f5es s\u00e3o predominantes, temos a\u00a0dilata\u00e7\u00e3o superficial\u00a0e, quando ela \u00e9 importante em todas as dire\u00e7\u00f5es, considera-se a\u00a0dilata\u00e7\u00e3o volum\u00e9trica.<\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o Linear <\/b>\u0097\u00a0Essa dilata\u00e7\u00e3o corresponde ao\u00a0aumento do comprimento\u00a0dos corpos quando aquecidos. Se voc\u00ea puder observar uma ferrovia antiga vai notar que, ao longo do mesmo trilho, h\u00e1 um pequeno intervalo, de espa\u00e7os a espa\u00e7os (fotos A e B). Isso \u00e9 necess\u00e1rio para evitar que a dilata\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica deformasse os trilhos. Nas ferrovias mais modernas, assim como nos trilhos dos metr\u00f4s das grandes cidades, n\u00e3o existe esse intervalo, pois atualmente s\u00e3o utilizadas t\u00e9cnicas de engenharia capazes de impedir que os efeitos dessa dilata\u00e7\u00e3o se manifestem. Uma delas \u00e9 a fixa\u00e7\u00e3o r\u00edgida dos trilhos no solo, utilizando-se dormentes de concreto.<\/p>\n

\"Dilata\u00e7\u00e3o\"<\/p>\n

\"Dilata\u00e7\u00e3o\"<\/p>\n

Os trilhos da estrada de ferro (foto B) entortaram porque o intervalo entre eles (foto A) n\u00e3o foi suficiente para compensar a dilata\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

\"Dilata\u00e7\u00e3o\"
\n Modelo antigo de pir\u00f4metro de quadrante<\/strong><\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o Superficial<\/b> \u0097\u00a0Refere-se \u00e0 \u00e1rea do s\u00f3lido dilatado, como, por exemplo, sua largura e seu comprimento. Uma experi\u00eancia bem simples pode comprovar a dilata\u00e7\u00e3o superficial dos s\u00f3lidos, como mostra a figura abaixo.<\/p>\n

\"Dilata\u00e7\u00e3o\"<\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o Superficial:<\/strong> a moeda aquecida n\u00e3o passa pelo aro, pois sua superf\u00edcie aumentou.<\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o Volum\u00e9trica <\/b>\u0097\u00a0Refere-se ao aumento do volume do s\u00f3lido, isto \u00e9, de seu comprimento, de sua altura e largura. O instrumento usado para comprovar a dilata\u00e7\u00e3o volum\u00e9trica de um corpo \u00e9 chamado de\u00a0anel de Gravezande\u00a0<\/i>(figura abaixo).<\/p>\n

\"Dilata\u00e7\u00e3o\"<\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o Volum\u00e9trica:<\/strong> o volume da esfera aumenta com o aquecimento.<\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o dos l\u00edquidos:<\/b> Assim como os s\u00f3lidos, os l\u00edquidos tamb\u00e9m sofrem dilata\u00e7\u00e3o com a varia\u00e7\u00e3o de temperatura. Como os l\u00edquidos n\u00e3o t\u00eam forma pr\u00f3pria, s\u00f3 se leva em considera\u00e7\u00e3o a dilata\u00e7\u00e3o volum\u00e9trica. Em geral, os l\u00edquidos aumentam de volume quando aquecidos e diminuem quando esfriados.<\/p>\n

Mas, com a \u00e1gua, o processo de dilata\u00e7\u00e3o \u00e9 um pouco diferente. Ao ser esfriada, ela diminui de volume como os outros l\u00edquidos, mas s\u00f3 at\u00e9 4 \u00b0C. Se a temperatura continuar caindo, para baixo de 4\u00b0C, o volume da \u00e1gua come\u00e7a a aumentar. Inversamente, se for aquecida de 0\u00b0C a 4\u00b0C, a \u00e1gua diminui de volume, mas, a partir de 4\u00b0C, ela come\u00e7a a se dilatar. <\/p>\n

\u00c9 por essa raz\u00e3o que uma garrafa cheia de \u00e1gua e fechada estoura no congelador:<\/strong> de 4\u00b0C at\u00e9 0\u00b0C, a \u00e1gua tem seu volume aumentado, enquanto a garrafa de vidro ou pl\u00e1stico diminui de volume.<\/p>\n

Dilata\u00e7\u00e3o dos gases:\u00a0<\/b> A dilata\u00e7\u00e3o dos gases, que \u00e9 mais acentuada que a dos l\u00edquidos, pode ser comprovada por uma experi\u00eancia bem simples.<\/p>\n

Num bal\u00e3o de vidro, com ar em seu interior, introduz-se um canudo dentro do qual h\u00e1 uma gota de \u00f3leo (figura abaixo).<\/p>\n

\"Dilata\u00e7\u00e3o\"<\/p>\n

Segurando o bal\u00e3o de vidro como indicado na figura, o calor fornecido pelas m\u00e3os \u00e9 suficiente para aumentar o volume de ar e deslocar a gota de \u00f3leo.<\/p>\n

Fonte: www.colegiosaofrancisco.com.br\/fisica2anoassuntos..com.br<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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