Os sólidos possuem três dimensões, quando entram em contato com uma temperatura maior que a sua eles dilatam. Essa dilatação, dependendo do que é observado no sólido, pode ser linear, superficial e volumétrica.
A dilatação volumétrica considera a dilatação do volume do sólido, ou seja, a variação do volume que passa de um volume inicial (V0) para outro volume final (V).
O cálculo do volume de um sólido depende de suas dimensões, se pegarmos como exemplo um dos sólidos mais conhecidos (cubo) para demonstrar como ocorre a dilatação volumétrica teremos:
Lados iguais L0, como esse sólido não sofreu alteração na sua temperatura a temperatura será indicada por θ0.
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Após sofrer um aquecimento seu volume irá alterar, alterando assim as suas dimensões e assumindo outros valores.
A variação de volume altera também a variação linear. Para encontrarmos a variação de volume devemos partir da variação de comprimento (variação linear).
L3 = L30 (1 + α ∆θ)3
Como L3 é o mesmo que volume (V) teremos:
V = V0(1 + α ∆θ)3 , resolvendo a potência, chegaremos à seguinte equação:
V = V0(1 + 3α ∆θ)
3α é o coeficiente de dilatação volumétrica, podemos substituí-lo por γ, portanto teremos a seguinte fórmula para calcularmos a variação da dilatação volumétrica dos sólidos.
V = V0(1 + γ ∆θ) ou ∆V = V0 γ ∆θ
Relação entre os coeficientes de dilatação linear, superficial e volumétrica
Partindo do coeficiente de dilatação linear α notamos que o coeficiente de dilatação superficial (β) e volumétrica (γ) depende dele, pois 2α é igual a β e 3α é igual a γ, portanto podemos escrever a seguinte relação:
α = β = γ
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Por Danielle de Miranda
Equipe Brasil Escola
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