Dilatação térmica linear ou dilatação linear

Quando aquecemos um corpo, aumentando sua energia térmica, aumentamos o estado de agitação das moléculas que o compõem. Estas moléculas precisam de mais espaço e acabam se afastando uma das outras aumentando o volume do corpo. Este fenômeno é conhecido como dilatação térmica. A dilatação térmica ocorre não só quando aquecemos um corpo, mas também quando o resfriamos.

Nos corpos sólidos a dilatação ocorre em todas as direções, mas, esta dilatação pode ser predominante em apenas uma direção e, quando isto acontece temos uma dilatação térmica linear ou, apenas, dilatação linear.

Dilatação térmica linear: quando a dilatação é predominante em uma direção, como podemos ver na imagem abaixo:

Para calcularmos a variação de comprimento do corpo que sofreu a dilatação linear utilizamos a seguinte equação:

∆L = L₀ . α . ∆T

Onde:

∆L: variação de comprimento do corpo que sofreu a dilatação linear.
L₀ : comprimento inicial do corpo.
α: coeficiente de dilatação térmica do material que constitui o corpo.
∆T: variação de temperatura sofrida pelo corpo.

Vamos estudar um exemplo de dilatação linear:

Um trilho de aço tem 100m de comprimento a 10°C. Qual o acréscimo de comprimento desse trilho quando a sua temperatura chega a 30°C?
(dado: coeficiente de dilatação linear do aço: α_aço=1,1 . 10^-5 °C^-1)

Resolução

L₀ = 100m
∆T = 30 °C – 10 °C = 20 °C
α_aço=1,1 . 10^-5 °C^-1
Aplicando a equação ∆L = L0 . α . ∆T , podemos encontrar a variação de comprimento do trilho:

∆L = L₀ . α . ∆T
∆L = 100. 1,1 . 10^-5 . 20
∆L = 0,022 m (acréscimo de comprimento do trilho)



Fonte: Efeitojoule.com