Dilatação Superficial


Dilatação Superficial é o aumento do volume de um corpo que compreende duas dimensões - comprimento e largura.

Esse processo decorre da exposição do corpo ao calor, fazendo com que os átomos se agitem e aumentem a distância entre eles, ou seja, se dilatem.

Exemplos:
1. Uma chapa de metal, cujo aumento de temperatura faz com que ela expanda em comprimento e em largura.
2. Um furo em uma placa, que aumenta de tamanho à medida que a placa é aquecida.

Como Calcular?

ΔA = A0.β.Δθ

Onde,

ΔA = Variação da área
A0 = Área inicial
β = Coeficiente de dilatação superficial
Δθ = Variação de temperatura

Coeficiente

Beta é o coeficiente de dilatação superficial. Ele é duas vezes maior que alfa (2α), que é o coeficiente da dilatação linear, uma vez que nesta a dimensão se reflete apenas em uma dimensão - o comprimento.

Dilatação Volumétrica e Dilatação Linear

Dependendo das dimensões dilatadas em um corpo, a dilação térmica também pode ser:

Linear: quando o aumento de volume do corpo compreende uma dimensão - o comprimento.

Volumétrica: quando o aumento de volume compreende três dimensões - comprimento, largura e profundidade. Por esse motivo, o coeficiente de dilatação volumétrica (gama) é três vezes maior que alfa, que é o coeficiente da dilatação linear (3α).

Saiba mais:

Exercícios Resolvidos

1. Uma peça de ferro quadrada tem uma área total de 400cm2. Após ter serrado a peça ao meio, ela foi submetida a uma temperatura superior, cujo aumento equivale a 30ºC. Sabendo que o coeficiente 5.10-6 qual será a área final dessa metade da peça?

Primeiro, vamos retirar os dados do enunciado:

  • A área inicial (L0) é 200cm2, afinal a peça foi serrada ao meio
  • A variação de temperatura é de 30ºC
  • ​O coeficiente de dilatação (β) é 5.10-6

ΔA = A0.β.Δθ
ΔA = 200.5.10-6.30
ΔA = 200.5.30.10-6
ΔA = 30000.10-6
ΔA = 0,03cm2

0,032cm2 é a variação do volume da área. Para sabermos o tamanho final da peça temos de somar a área inicial com a sua variação:

A = A0+ΔA
A = 200+0,032
A = 200,032cm2

2. Há um furo no tamanho de 3cm2 numa das extremidades de uma placa cuja temperatura é de 40º C. Se a temperatura for elevada para o dobro, quanto será o aumento do furo considerando que o coeficiente é 12.10-6?

Primeiro, vamos retirar os dados do enunciado:

  • A área inicial do furo (L0) é 3cm2
  • A variação de temperatura é de 40º C, afinal ela foi aumentada para o dobro
  • ​O coeficiente de dilatação (β) é 12.10-6

ΔA = A0.β.Δθ
ΔA = 3.12.10-6.40
ΔA = 3.12.40.10-6
ΔA = 1440.10-6
ΔA = 0,00144cm2