Todos os corpos na natureza estão sujeitos a este fenômeno, uns mais outros menos. Geralmente quando esquentamos algum corpo, ou alguma substância, esta tende a aumentar seu volume (expansão térmica). E se esfriarmos algum corpo ou substância esta tende a diminuir seu volume (contração térmica).
Existem alguns materiais que em condições especiais fazem o contrário, ou seja, quando esquentam contraem e quando esfriam dilatam. É o caso da água quando está na pressão atmosférica e entre 0ºC e 4ºC. Mas estes casos são exceções e, embora tenham também sua importância, não serão estudados aqui neste capítulo.
Porque isso acontece ?
Bem, você deve estar lembrado
que quando esquentamos alguma substância estamos
aumentando a agitação de suas moléculas, e isso
faz com que elas se afastem umas das outras,
aumentando logicamente o espaço entre elas. Para uma molécula é mais
fácil, quando esta está vibrando com mais intensidade, afastar-se das suas
vizinhas do que aproximar-se delas. Isso acontece por causa da maneira
como as forças moleculares agem no interior da matéria. Então ...
" ...se o espaço entre elas aumenta, o volume final do corpo
acaba aumentando também"
Quando esfriamos
uma substância ocorre exatamente o inverso. Diminuímos
a agitação interna das mesmas o que faz com que o espaço entre as
moléculas diminua, ocasionando uma diminuição do
volume do corpo.
"Se o espaço entre as moléculas diminui, o volume final do
corpo acaba diminuindo também"
Como calcular estas dilatações
ou estas contrações ?
Existem três equações simples para determinar o quanto um
corpo varia de tamanho, e cada uma delas deve ser usada em uma situação
diferente.
1 - Dilatação térmica linear
![]() |
DL = o
quanto o corpo aumentou seu comprimento
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Lo = comprimento
inicial do corpo
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a =
coeficiente de dilatação linear (depende do material)
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DT = variação da temperatura ( Tf - Ti )
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Vale destacar que o coeficiente de dilatação linear ( a ) é um número tabelado e
depende de cada material. Com ele podemos comparar qual substância dilata
ou contrai mais do que 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.
Outra coisa interessante de
notar é que, se soubermos o valor do coeficiente de dilatação linear ( a ) de uma determinada
substância, poderemos também saber o valor do coeficiente de dilatação
superficial ( b ) e o coeficiente de dilatação volumétrica ( g ) da mesma. Eles se
relacionam da seguinte maneira:
b = 2a e
g = 3a
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2 - Dilatação térmica superficial
![]() |
DA = o
quanto o corpo aumentou sua área
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Ao = área
inicial do corpo
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b =
coeficiente de dilatação superficial (depende do material)
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DT = variação da temperatura ( Tf - Ti )
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3 - Dilatação térmica volumétrica
![]() |
DV = o quanto o corpo aumentou seu
volume
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Vo = volume
inicial do corpo
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g =
coeficiente de dilatação volumétrica (depende do material)
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DT = variação da temperatura ( Tf - Ti )
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Obs:
DL , DA ou DV positivos significa que a
substância aumentou suas dimensões.
DL , DA ou DV negativos significa que a
substância diminuiu suas dimensões.
Tabelas com os coeficientes de
dilatação linear ( a ) e volumétrica ( g ) de algumas substâncias
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