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Dilatação Volumétrica: como acontece?

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Esta matéria é análoga a dilatação linear e também a dilatação volumétrica, a qual modifica apenas o número de dimensões e também seu coeficiente passa a ser volumétrico, ou o triplo do coeficiente de dilatação linear. A dilatação consiste apenas no aquecimento de um determinado objeto que venha a se expandir com o tempo.

Um exemplo de grande destaque desta simples ocorrência é a dilatação ocorrida nos trilhos de trens, que caso forem mal posicionados, não deixando assim um espaço para sua dilatação, os trilhos dilatarão todos e começarão a entortar. Este problema ocorrido é devido o grande aquecimento com a passagem dos vagões e a grande agitação dos átomos internos aos trilhos.

Como calcular?

O cálculo da dilatação é muito simples, idêntico ao cálculo de dilatações volumétricas, as quais têm apenas quatro incógnitas. A variação do comprimento, o comprimento inicial, a variação de temperatura, e o coeficiente de dilatação volumétrica.

Coeficiente de Dilatação Volumétrica

O aumento das dimensões de um corpo é proporcional ao aumento de sua temperatura, ou seja, quanto maior a temperatura, maior a dilatação. Além de somente a variação de temperatura, sua dilatação é definida pelo valor do coeficiente de dilatação linear, mas também pode ser o superficial e como neste caso o volumétrico. Este coeficiente é de acordo com cada material apresentado, como por exemplo, o chumbo possui um dos maiores coeficientes e o vidro comum e vidros Pyrex são considerados os menores.

Consiste na mesma metodologia de cálculo da dilatação linear, contudo existe apenas uma coisa a se modificar, que no caso é o coeficiente de dilatação. No caso da dilatação superficial, esta apresenta duas dimensões comprimento e largura e seu coeficiente é o dobro do linear. E no caso da dilatação volumétrica, que apresenta três dimensões comprimento, largura e altura, o coeficiente de dilatação é o triplo do linear.

Gráfico

Pode-se representar a dilatação através de gráficos do comprimento em função da temperatura. O gráfico deve representar um segmento de reta que não passará pela origem, pois o comprimento inicial nunca será zero. O ângulo (formado entre as duas incógnitas será o valor da tangente formado por elas. Logo, V0. que nada mais é do que a tan.

Por que dilata?

A dilatação de um corpo ocorre quando é submetido a uma fonte de calor, que causa aumento na sua agitação molecular. Como as moléculas passam a ocupar um espaço maior, o resultado macroscópico é o aumento do comprimento do corpo. O oposto da dilatação também pode ocorrer, se um corpo for submetido a uma redução de temperatura, seu comprimento também será reduzido. Isso acontece porque há diminuição da agitação molecular, e as moléculas que constituem o corpo aproximam-se, causando a contração do comprimento.

Relação entre as dilatações

A relação é muito simples, pois a linear apresenta uma dimensão, a superficial duas e as volumétricas três, e o coeficiente é igual para todas, no entanto deve ser multiplicado pelo número de dimensões proposta no exercício.

Dilatação da água

Diferente dos sólidos, os líquidos não apresentam uma forma definida e sim adquirem a forma do recipiente em que foram colocados. Isso porque suas ligações são mais fracas, o que torna sua adesão menos intensa. O cálculo de sua dilatação é feita quase que da mesma forma como nos sólidos, pois se utiliza a mesma equação. No entanto, o coeficiente de dilatação de líquidos são maiores que os de sólidos, por esse motivo os líquidos dilatam-se mais. Mas tenha atenção quando um exercício der o aquecimento de um liquido, pelo fato de não somente o liquido dilatar e sim também o recipiente que este está contido.


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