Quem nunca escutou o estalar de madeira à noite em uma casa antiga? Ou visualizou um recipiente esquentando e variando de tamanho? Esses fenômenos estão relacionados ao conceito de dilatação térmica dos sólidos. Ele pode ocorrer tanto em sólidos quanto em líquidos e em gases, cada um com suas particularidades.
E aí, ficou interessado e quer conhecer mais sobre a dilatação térmica de sólidos? Então, continue a leitura!
O que é a dilatação térmica dos sólidos?
Ao relembrar o conceito de temperatura, que consiste na velocidade média das moléculas do corpo, fica fácil perceber que, ao aumentar a energia térmica de um objeto, o mesmo dilatará.
Um jeito fácil de entender é com base em um modelo bem simples: pessoas correndo em uma sala sem uma direção definida. A cada choque com as paredes da sala, ela tenderá a se deformar, e as suas dimensões ficarão maiores.
Em sólidos, a dilatação ocorre sempre da mesma forma, ou seja, o aumento de temperatura resulta em um acréscimo nas dimensões do objeto.
É possível separar a dilatação térmica em três casos: a primeira é chamada dilatação linear, e funciona em apenas uma direção; a segunda é a dilatação superficial, onde a superfície do objeto estudado sofre uma mudança de tamanho; a terceira é a dilatação volumétrica, que engloba as três dimensões de uma só vez.
A equação que descreve esse comportamento é muito parecida nos três casos. A única diferença é na potência do coeficiente de dilatação térmica, linear no primeiro caso, quadrático no segundo e cúbico no terceiro. Para lembrar com facilidade, é só pensar que, para obter a área da superfície de um corpo, multiplicamos duas dimensões, e no volume, três!
Em qual matéria a dilatação térmica dos sólidos está inserida?
O assunto de dilatação térmica dos sólidos está inserido no estudo da Física, mais precisamente em Calorimetria. Questões com o conceito podem ser encontradas no caderno de Ciências da Natureza e suas Tecnologias no Enem.
Quais são os exemplos práticos de sua aplicação?
Se a tampa do vidro de palmito estiver difícil de abrir, é comum esquentá-la para facilitar sua saída. Isso ocorre porque o metal da tampa e o próprio vidro do recipiente têm coeficientes de dilatação diferentes e, por isso, eles ficam menos grudados.
Fios de alta tensão são colocados mais frouxos para evitar rompimentos durante a dilatação térmica. Alguns aparelhos eletrônicos usam placas bimetálicas como método de segurança ou automação de funções em circuitos elétricos.
Como estudar dilatação térmica dos sólidos para o Enem e vestibulares?
Fazer resumos e mapas mentais com a parte conceitual da matéria, além de ter à mão uma folha com as equações separadas por temas ajuda na hora de resolver questões do Enem e de outros vestibulares. Assim, é possível fixar os conteúdos, sendo uma ótima maneira de entender como as questões abordam a dilatação térmica dos sólidos.
Pensando nisso, separamos para você uma questão sobre o assunto com gabarito. Veja!
[ENEM-2014] Para a proteção contra curtos-circuitos em residências são utilizados disjuntores, compostos por duas lâminas de metais diferentes, com suas superfícies soldadas uma à outra, ou seja, uma lâmina bimetálica. Essa lâmina toca o contato elétrico, fechando o circuito e deixando a corrente elétrica passar. Quando da passagem de uma corrente superior à estipulada (limite), a lâmina se curva para um dos lados, afastando-se do contato elétrico e, assim, interrompendo o circuito. Isso ocorre porque os metais da lâmina possuem uma característica física cuja resposta é diferente para a mesma corrente elétrica que passa no circuito.
A característica física que deve ser observada para a escolha dos dois metais dessa lâmina bimetálica é o coeficiente de:
A) Dureza.
B) Elasticidade.
C) Dilatação térmica.
D) Compressibilidade.
E) Condutividade elétrica.
A resposta correta é a letra C). Isso porque, como os dois materiais têm coeficientes diferentes, assim que esquentarem, uma placa vai aumentar de tamanho mais que a outra. Como o corpo é rígido, ele tende a se curvar para manter a coesão entre os materiais.
Agora é com você
Agora que já sabe o que é dilatação térmica dos sólidos e a sua importância, saiba que é fundamental estudar esse conteúdo para a prova do Enem e outros vestibulares. Com isso, você fica mais perto de ingressar na faculdade dos sonhos!
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